Звездный период обращения Юпитера вокруг солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние
1) Use computers without positive purpose. This disadvantage of computers called … * А)Violation of Privacy В)Data Security С)Impact on Environment Д) … Wastage of time and energy Е)Knowledge 2) When using the Internet on your computer, you run the risk of leaking your private information. This disadvantage of computers called … * А)Impact on Environment В)Knowledge С)Violation of Privacy Д)Health Risk Е)Data Security 3) … is a tool for processing information — a wide range of products, software and services that are used for production, storage, processing, distribution and exchange of information * Health Risk ICT Consistency Violation of Privacy Impact on Environment 4) Improper and prolonged use of a computer might lead to disorders or injuries of the elbows, wrist, neck, back, and eyes. This disadvantage of computers called … * Violation of Privacy Impact on Environment Data Security Health Risk Knowledge 5) The computing systems store, present, and help us modify: … * Images, Graphics, Video Text, Audio, Images Images, Video, Graphics Audio, Images, Graphics, Video Text, Audio, Images, Graphics, Video 6) … is a continuous representation, analogous to the actual information it represents * Digital data binary representation Analog data Health Risk finite machines 7) You always get the same result for the same process when using a computer.
Написати міні — есе «Петербург у романі Ф. Достоєвського» Злочин і кара «.
чем закончится «сказание о кумихо»?
СКЛАСТИ РІВНЯННЯ ПРЯМОЇ ЯКА ПРОХОДИТЬ ЧЕРЕЗ ТОЧКИ А (-1,4) і В (2,-3) СРОЧНО ПЖ
Які координати має середина відрізка АВ, якщо А (-3, — 2), В (7,-10)СРОЧНР ПЖ
Які координати має середина відрізка АВ, якщо А (-3, — 2), В (7,-10) СРОЧНО ПЖ
1. Дія роману відбувається в місті … 2. Прізвище, ім. та по батькові головного героя … 3. Разом з лихваркою герой вбиває … 4. Він ховає вкрадене … під … 5. Стоячи за дверима квартири, де робили ремонт, злочинець загубив … 6. Слідчого, який займався справою про вбивство, звали … 7. Миколка – це один з … робітників, що робили …. 8. На зізнання в скоєному злочині героя наштовхнула … 9. Каяття героя відбувається в … (частина твору). 10. В сім’ї Мармеладових, окрім Соні, було … дітей. 11. Дуня Раскольникова виходить заміж за … 12. Стаття, яку написав герой, називається …
Помогите сделать сечение А и Б Вариант 5
выполнить необходимые разрезы на чертеже и ее изометрическую проекцию с вырезом.Спасибо за ранее)
насколько важное значение в развитии мира имеет изучение таких наук, как математика, философия, медицина и география
Измерение расстояний в мировом пространстве
У каждого, кто начинает знакомиться с астрономией и узнает, что до Луны 380 тыс. , а до Солнца 150 млн. км, что звездные расстояния измеряются вместо километров сотнями, тысячами и миллионами «световых лет» и «парсеков», возникает вполне естественное и законное сомнение: «А как же измерили эти расстояния, эти миллионы и миллиарды километров? Ведь до Луны, а тем более до Солнца и звезд добраться нельзя, следовательно, нельзя применить и обычные способы измерения расстояний». Наука и жизнь // ИллюстрацииРис. 1. Измерение расстояния до недоступного предмета.
Рис. 2. Измерение расстояния до Луны (относительное расстояние Луны и звезды Е сильно искажено).
Наука и жизнь // Иллюстрации
Рис. 3. Прохождение Венеры по диску Солнца (относительные размеры Солнца, Земли и Венеры не в масштабе).
Рис. 4. Противостояние Марса.
Рис. 5. Расположение орбит Марса, Эроса и Земли.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
‹
›
Цель этой статьи — изложить вкратце способы, которыми астрономы измеряют расстояния до тел солнечной системы — Луны и Солнца. Определению расстояний более отдаленных объектов — звезд и туманностей — мы посвятим другую статью в с дном из ближайших номеров нашего журнала.
Способы, применяемые астрономами для определения расстояния до близких к нам небесных тел, в принципе те же самые, которые применяют геодезисты при съемочных работах, землемеры, саперы, артиллеристы и т. д.
Как измерить расстояние до предмета, подойти к которому нельзя, например, до дерева на противоположной стороне реки (рис. 1)?
Топограф или землемер поступит просто. Он отложит на «своем» берегу линию АВ и измерит ее длину. Затем, став на один конец линии в точку А, измерит угол CAB — между направлением своей линии и направлением на предмет С. Перейдя в точку В он измерит угол СВА. А дальше можно поступить двумя способами: можно отложить на бумаге линию АВ в масштабе и построить на ее концах углы CAB и СВА, пересечение сторон которых и дает на плане точку С. Расстояние ее от точек А и В (да и от любой другой точки, отмеченной на плане) представит соответствующее действительное расстояние в том же самом масштабе, в котором изображена линия АВ.
Или же можно по формулам тригонометрии, зная одну сторону треугольника и два его угла, вычислить все другие его линии, в том числе и высоту СН — расстояние точки С — далекого дерева до проведенной землемером линии АВ.Точно так же поступили и астрономы, определяя расстояние до Луны. Если в один и тот же момент два наблюдателя сфотографируют небо с Луной из двух далеких друг от друга мест А и В (рис. 2) и затем сравнят свои снимки, они увидят, что положение Луны относительно звезд несколько различно. Например, звезда Е на снимке наблюдателя А будет видна к северу от Луны, а у наблюдателя В — к югу.
Измеряя снимки или, что проще, определяя положение Луны на небе в двух местах с помощью специальных телескопов, снабженных угломерными приспособлениями, можно по видимому смещению Луны найти и ее расстояние до Земли. Вспомним одну простую теорему из геометрии — сумма углов в четырехугольнике равна 360° — и применим ее к Земле и Луне.
Измерения дадут величину углов z1 и z2 — углов между вертикальным направлением в обоих местах и направлением на Луну. Предположим, для простоты, что места А и В лежат на одном меридиане, т. е. на круге, проходящем через оба полюса Земли. ЕЕ — земной экватор и утлы φ 1 и φ2 —географические широты обоих мест.
Применяя теорему к четырехугольнику OALB, где О — центр Земли, найдем, что
[(180° — z1)+φ 1 + φ 12+ (180°—z2)[+] p]= 360°
или
р = (z1+ z2) — (φ1+ φ2)
По известным углам найдем угол р, под которым из центра Луны видна линия АВ. Длина линии АВ известна, так как известен радиус Земли и положение мест наблюдения А и В. По длине этой линии и углу р, так же как и в случае недоступного предмета, можно вычислить расстояние до Луны.
Угол, под которым из центра Луны или другого небесного тела видна линия, длиной равная радиусу Земли, называется параллаксом этого небесного светила. Измерив угол р для любой линии АВ, можно вычислить и параллакс Луны.
Такие измерения были сделаны еще древними греками. Современные точные намерения дают для параллакса Луны на ее среднем расстоянии от Земли величину немного меньше градуса — 57′ 2″,7, т. е. Земля видна с Луны как диск диаметром почти в 2° (в 4 раза больше диаметра видимого нами диска Луны).
Отсюда следует между прочим тесьма интересный вывод: жители Луны (если бы они были там) с большим правом смогли бы сказать, что Земля служит для освещения Луны, чем мы говорим обратное. В самом деле: диск Земли, видимый с Луны, по площади в 14 раз больше видимого нами диска Луны; а так как каждый участок поверхности диска Земли отражает в 6 раз больше света (из-за наличия атмосферы), чем такой же участок диска Луны, то Земля посылает на Луну в 80 раз больше света, чем Луна на Землю (при одинаковых фазах).
По параллаксу Луны сейчас же находим, что расстояние до нее в 60,267 раз больше радиуса Земли или равно 384 400 км.
Однако — это среднее расстояние: путь Луны не точный круг, и Луна, обращаясь вокруг Земли, то подходит к ней на 363000 км, то удаляется на 405 000 км.
Так решается первая, самая простая задача — измерение расстояния до самого близкого к нам небесного тела. Это сравнительно не трудно, потому что видимое смещение Луны велико, и его можно было измерить с помощью даже тех примитивных приборов, которыми пользовались древние астрономы.
Чему равно расстояние до Солнца
Казалось бы, можно применить тот же самый способ и для измерения расстояния: до Солнца — произвести одновременные наблюдения в двух местах, вычислить углы четырехугольников и треугольников, и задача решена. На деле, однако, обнаружилось весьма много трудностей.
Уже древние греки установили, что Солнце во много раз дальше Луны, но во сколько именно — установить не смогли.
Древнегреческий астроном Аристарх нашел, что Солнце в 20 раз дальше Луны; это измерение было неверно. В 1650—1675 гг. голландские и французские астрономы показали, что Солнце дальше Луны примерно в 400 раз. Стало понятным, почему не удавались попытки обнаружить видимое смещение Солнца, как это удалось сделать для Луны. Ведь параллакс Солнца в 400 раз меньше параллакса Луны, всего около 1/400 градуса, или 9 сек. дуги. А это значит, что даже при наблюдении с двух мест Земли, лежащих на противоположных концах диаметра Земли, например с северного и южного полюсов, видимое смещение Солнца было бы равно видимой толщине проволоки в 0,1 мм (человеческий волос) при рассматривании ее с расстояния в 1,5 м. Величина ничтожная, и заметить ее трудно, хотя и возможно с помощью точного угломерного прибора.
Но возникают большие добавочные трудности. Луну наблюдают ночью и ее положение сравнивают с положениями соседних звезд. Днем звезд не видно, и сравнивать положение Солнца не с чем, приходится целиком полагаться на разделенные круги самого прибора. Прибор нагревается лучами Солнца, различные части его деформируются, вызывая появление новых ошибок. Да и сам воздух, нагретый лучами Солнца, неспокоен, край Солнца кажется волнующимся, дрожащим, по небу как бы бегут волны. Погрешности наблюдений будут больше той величины, которую необходимо измерить. От самого простого метода пришлось отказаться и пойти обходными путями.
Наблюдения видимых движений планет производились еще в глубокой древности. Из сравнения этих наблюдений с современными удалось с очень большой точностью определить время обращения планет вокруг Солнца. Так например, мы знаем что Марс совершает свой оборот в 1,8808 земных года. Но третий закон Кеплера говорит: «Квадраты времен обращения планет относятся, как кубы их средних расстояний от Солнца». Отсюда, принимая за единицу среднее расстояние Земли от Солнца, можно вычислить, что среднее расстояние Марса равно 1,5237. Таким путем можно построить точный «план» солнечной системы, нанести орбиты планет, Земли, комет, но у плана будет не хватать «мелочи» — масштаба. Мы сможем уверенно сказать, что Венера в 1,38 раза ближе к Солнцу, чем Земля, а Марс в 1,52 раз дальше, но ничего не будем знать о том, сколько же километров от Венеры или Земли до Солнца. Достаточно, однако, найти хотя бы одно из расстояний в километрах: мы получим в свои руки масштаб и, пользуясь им, сможем измерить любое расстояние на плане.
Именно этот способ был применен для измерения расстояния от Солнца до Земли. Меркурий и Венера находятся ближе к Солнцу, чем Земля. Может оказаться, что когда Земля и Венера будут находиться по одну сторону от Солнца, — центры Солнца и обеих планет окажутся на одной «прямой линии (рис. 3). Венера будет видна с Земли на диске Солнца. Расстояние от Земли до Венеры будет почти в 4 раза меньше расстояния до Солнца, а параллакс ее почти в 4 раза больше параллакса Солнца. Кроме того, нужно будет определить положение Венеры относительно центра Солнца, что можно сделать гораздо точнее, чем определение видимого положения Солнца (ошибки, присущие инструменту, влияют значительно меньше при определении относительного положения двух небесных тел).
Если бы движение Земли и Венеры происходило в одной и той же плоскости, то «прохождения Венеры по диску Солнца» наблюдались бы каждый раз, когда Венера, движущаяся быстрее Земли, обгоняет ее, т. е. примерно раз в 1 год и 7 мес. Но плоскости путей Земли и Венеры наклонены друг к другу. Обгоняя Землю, Венера проходит выше или ниже Солнца и не может быть наблюдаема, так как она повернута к Земле темной, не освещенной Солнцем стороной. Мы увидим ее на диске Солнца лишь в том случае, если и «обгон» будет происходить вблизи линии пересечения плоскостей орбит обеих планет.
Такое «счастливое совпадение» случается не часто. После одного прохождения второе следует через 8 лет, но зато следующее — лишь через 105—120 лет. Впервые явление наблюдали в 1639 г. Следующие прохождения — 1761, 1769, 1874 и 1882 гг. наблюдались уже весьма тщательно для определения точного расстояния до Солнца. Для наблюдения последних двух прохождений было снаряжено большое число специальных экспедиций. Наблюдатели в далеко расположенных пунктах с наибольшей доступной точностью наблюдали моменты начала и конца явления, а также положение Венеры на диске Солнца. При наблюдениях последних прохождений применялось уже фотографирование Солнца. Видимый путь Венеры по диску Солнца будет несколько смещен у обоих наблюдателей (рис. 3). Из величины смещения можно вычислить расстояние от Земли до Венеры, т. е. найти тот ключ, масштаб, которого недоставало в построенном плане солнечной системы. Наблюдений прохождений Венеры дали для параллакса Солнца величину 8″,86 и для расстояния Солнца — 148 000 000 км.
Два ближайших прохождения Венеры по диску Солнца будут наблюдаться 8 июня 2004 г. и 6 июня 2012 г.
Могут наблюдаться и прохождения по диску Солнца ближайшей к Солнцу планеты — Меркурия. Они бывают значительно чаще, чем прохождения Венеры, но представляют несравненно меньше интереса для определения расстояния до Солнца: в момент прохождения расстояние от Земли до Меркурия составляет около 90 млн. км, и параллакс его лишь в 1,5 раза больше параллакса Солнца.
Другое удобное расположение планет бывает тогда, когда Земля, двигаясь быстрее Марса, перегоняет его (рис. 4). В это время Марс виден на ночном небе в противоположном от Солнца направлении, почему такие положения его и называются противостояниями. Расстояние между Землей и Марсом уменьшается в среднем до 78 млн. км. Однако орбита Марса сильно отлична от круга, и если сближение Марса и Земли происходит в августе — сентябре, расстояние до Марса может быть всего 56 млн. км. Марс виден всю ночь, и его положение можно очень точно определить, пользуясь как опорными точками близкими звездами.
Наблюдения из двух пунктов дадут параллакс Марса, а отсюда можно вычислить его расстояние и по нему — масштаб к плану солнечной системы. Приближения Марса и Земли — противостояния Марса — повторяются приблизительно через 2 года и 2 мес., а так называемые «великие противостояния», когда Марс ближе всего к Земле, — раз в 15 —17 лет. Последнее «великое противостояние» было 24 августа 1924 г., а следующее будет 23 июля 1939 г. Каждое противостояние используется не только для определения расстояния, но и для физических наблюдений самого Марса.
Еще ближе к Земле может подойти Эрос, одна из семейства малых планет, орбиты большинства которых лежат между орбитам Марса и Юпитера. Орбита Эроса очень сильно отлична от круга, и значительная часть ее лежит даже внутри орбиты Марса (рис. 5). В некоторых случаях расстояние между Землей и Эросом может уменьшаться до 22 млн. км, т. е. до 1/7 расстояния Солнца, довольно близко Эрос подходил к Земле в 1900—1901 гг. (на 48 млн. км) и в 1930— 1931 гг. (на 26 млн. км). Эрос наблюдался в это время, как звездочка, положение которой среди других звезд может быть определено весьма точно.
Нужно заметить, что для определения параллакса по наблюдениям Эроса не нужно обязательно производить наблюдения из двух далеких пунктов. Вращение Земли вокруг оси уносит с собой наблюдателя и, если он находится на экваторе, за 12 час. вращение Земли перенесет его на расстояние, равное диаметру Земли, или 12,7 тыс. км. Наблюдатель, расположенный к северу или к югу от экватора, переместится меньше. И если снимки Эроса произведены в начале и в конце ночи, — они равносильны снимкам, сделанным на большом расстоянии друг от друга. Нужно, конечно, принять во внимание движение Земли и Эроса по орбитам за время между снимками.
Существуют ещё другие способы измерения расстояния до Солнца, но они не являются основными, и рассматривать их мы не имеем возможности. Между прочим такой же метод использовался древними и для определения параллакса Луны.
Сопоставление всех наиболее точных определений дает для параллакса Солнца величину 8″,803 с возможной ошибкой в 0″,001, а отсюда — среднее расстояние Земли равно 149 450 000 км с возможной ошибкой в 17 000 км.
Среднее расстояние Солнца—Земля является основным для выражения других расстояний в солнечной системе и названо «астрономической единицей». Но действительное расстояние до Солнца может отличаться от среднего, так как путь Земли около Солнца — не круг, а эллипс. В июле расстояние до Солнца на 2,5 млн. км больше среднего, а в январе на столько же меньше.
Астрономическая единица есть та мера, которой мы измеряем «не только все расстояния до тел солнечной системы, но и расстояния самых далеких звезд, туманностей и звездных скоплений. Словом, это та мера, при помощи которой мы определяем масштаб строения вселенной. Поэтому на определения ее потрачено много усилий, и известна она современной науке с большой точностью.
Может показаться, что указанная выше ошибка в 17 000 км велика; но не надо забывать, что эта ошибка составляет лишь немногим больше 0,0001 всей астрономической единицы. Представим себе, что мы измерили длину комнаты в 9 м и при этом измерении ошиблись всего лишь на 1 мм. По сравнению с длиной комнаты эта ошибка соответствует точности, с которой известно среднее расстояние Земли от Солнца. Но если попробовать на самом деле измерить длину в 9 м с ошибкой в 1 мм, — это окажется совсем не так просто: потребуется большое внимание и хорошие измерительные инструменты, чтобы обеспечить такую точность при обыкновенном измерении по гладкому полу, во всех точках доступному измерителю. Тем более нужно отдать должное точности, с которой произведено измерение через межпланетное пространство расстояния до Солнца, к которому ни один человек ее приближался ближе чем на 147 млн. км, — расстояние, которое пушечное ядро сможет пролететь, двигаясь со скоростью 1000 м/сек, только в 4,5 года.
Солнечная система
Солнечная система, частью которой является Земля – одна из множеств систем Галактики. Она расположена на расстоянии около 10 кп от центра Галактики, в 25 п к северу от галактической плоскости. Ближайшая звезда – Проксима Центавра находится на расстоянии 1,31 п. Солнце – единственная звезда в планетной системе, в ней сосредоточено 99,86 % всей массы системы и только 2% общего момента количества движения (произведение массы на скорость и расстояние от центра вращения).
Солнечная система участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительно круговой орбите со скоростью ок. 250 км/с. Период обращения вокруг центра Галактики определяется примерно в 200 млн. лет.
По отношению к ближайшим звездам вся Солнечная система в среднем движется со скоростью 19,4 км/с.
Солнечная система состоит из множества космических тел, в том числе центрального светила – Солнца. Считается, что Солнечная система простирается на 40 а. е. – от Солнца до Плутона (1 а. е. = 149,6 млн. км – среднее расстояние от Земли до Солнца). В то же время ее сфера влияния простирается на 230 000 а. е. (здесь возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца).
Вокруг Солнца вращаются 8 планет. Меркурий, Венера, Земля и Марс, ближайшие к Солнцу планеты, относятся к внутренним планетам, или планетам земной группы. За поясом астероидов располагаются планеты внешней группы – гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. За Плутоном находится «щель» – кольцо с внешним радиусом 2000 а.е., где практически нет вещества. Далее, в интервале 2000-200 000 а.е, располагается кольцо с огромным количеством материи в виде ядер комете массой, равной 1100 масс Солнца. Это так называемое облако Орта [область гипотетическая и инструментально не подтверждена], делящееся на внутреннее и внешнее.
Предположительно Солнечная система возникла около 4,6 млрд. лет назад из холодного газопылевого облака. В настоящее время с помощью современных телескопов [Хаббл] обнаружено несколько звезд с подобными протопланетными туманностями, что подтверждает эту космогоническую гипотезу.
Образование Солнца и планет является одним из фундаментальных вопросов естествознания, существует целый ряд гипотез. Первая из них – гипотеза Канта-Лапласа появилась в XVIII в. Согласно современным представлениям звезды типа Солнца формируются при сжатии газопылевых облаков, возникающего например из-за близкого взрыва сверхновой звезды, масса которых должна быть не меньше 105 массы Солнца. Газопылевое облако начало сжиматься и вращаться в массе будущего солнца возникли мощные турбулентные вихри, начались ударные волны, гравитационные приливы, перемешивающие газы облака, которое вследствие этого оставалось однородным. В центральной части диска из-за быстрого коллапса зажглось Солнце. Частицы пыли перемещались к центральной плоскости диска и чем крупнее была пылинка, тем быстрее она падала. Когда плотность пылевых частиц в субдиске достигла некоторого критического значения, диск стал гравитационно неустойчивым и начал распадаться на отдельные сгущения пыли, которые сталкиваясь объединялись в планетезимали, а затем и в планеты.
Центральным телом Солнечной системы является ее звезда – Солнце. Это раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2. Ее масса (М) 2.1027 т (333 тыс. масс Земли), радиус (R) 696 тыс. км, средняя плотность 1,416.103 кг/м3. Ее поверхность имеет температуру около 6000 ºС. Период вращения (синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов, Химический состав: водород – ок. 90%, гелий – 10%, остальные элементы – менее 0,1% (по числу атомов). Источник солнечной энергии – ядерные превращения водорода в гелий в центральной области Солнца, где температура 15 млн. ºС и происходят термоядерные реакции. Интенсивность плазменных процессов на Солнце изменяется с 11-летним периодом.
Внешние слои Солнца, видимые с Земли, образуют солнечную атмосферу, состоящую из фотосферы, хромосферы и короны. Фотосфера – светящаяся оболочка, толщиной 200-300 км непрозрачного слоя газа. Температура понижается от 6000 до 4500оС. Фотосфера находится в состоянии лучистого равновесия, она излучает столько энергии, сколько ее поступает из центральной части. На ее поверхности могут наблюдаться относительно холодные участки с температурой примерно на 1500оС ниже окружающей – солнечные пятна. Хромосфера – наружная постоянно волнующаяся поверхность, достигает высоты 15-20 тыс. км. Еще выше поднимаются выбросы плазмы – протуберанцы (до 150 тыс. км). Внешний, практически безграничный слой – корона – представляет собой разреженную плазму с кинетической температурой около 1 млн. ºС. Из короны происходит непрерывное постоянное истечение плазмы со скоростью от 300 до 800 км/сек. Это так называемый солнечный ветер.
Изменение солнечной активности может воздействовать на земные процессы за счет возникновения магнитных бурь, усиления ионизации газов в атмосфере, на урожаи сельскохозяйственных культур, эпидемии и т. д. Это влияние обусловлено усилением коротковолнового и корпускулярного излучений Солнца при солнечных вспышках и других проявлениях солнечной активности.
Меркурий – меньше Земли в 3 раза. Температура на поверхности от -170 до +330 ºС. Спутников не имеет. Его поверхность по виду напоминает лунную
Венера – по размерам, массе, плотности наиболее близка к Земле. Спутников не имеет. Магнитное поле очень незначительно. Ее атмосфера состоит из CO2 (97%), N2 (ок. 3%), воды (0,05%), примеси CO, SO2, HCl, HF. Температура у поверхности ок. 750 К, давление ок. 100 атмосфер На поверхности Венеры обнаружены горы, кратеры, камни. Поверхностные породы Венеры близки по составу к земным осадочным породам. Венера окутана густым облачным покровом и недоступна для непосредственного наблюдения.
Марс – внешняя планета земной группы. Расстояние от Солнца от 200 до 250 млн. км. Марс в 2 раза меньше Земли. У Марса 2 естественных спутника – Фобос и Деймос. Атмосфера состоит в основном их углекислого газа (95%), азота (2,5%), аргона, угарного газа и воды. Имеется гидросфера в виде ледяных шапок на полюсах и вечной мерзлоты. Рельеф сильно расчленен, в том числе понижениями напоминающими русла рек и выположенные ледниками участки.
Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Масса ее составляет 71 % общей массы всех планет. Поверхность скрыта под облачным покровом. Температура на поверхности облаков – 140оС. Атмосфера состоит из водорода с примесью метана и аммиака. Имеет систему из 13 спутников, самый крупный Ганимед – больше Меркурия. На спутнике юпитера Европе обнаружен лед под которым предположительно имеется океан.
Сатурн находится в 2 раза дальше от Солнца, чем Юпитер. По объему превосходит Землю в 760 раз, по массе в 95 раз. Атмосфера в основном водородная. Имеет три полупрозрачных кольца состоящих из обломков льда и силикатов. Имеет 30 спутников. Самый крупный из всех спутников Солнечной системы – Титан (диаметр 4758 км) имеет атмосферу из метана и аммиака.
Уран виден с земли только в телескоп. Расстояние от Солнца в 19 раз больше, чем Земли от Солнца. Больше Земли по массе почти в 15 раз. Атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Имеет 15 спутников и систему колец.
Нептун – расстояние от Солнца в 30 раз больше, чем у Земли. Атмосфера состоит из метана, водорода и гелия. Поверхность сильно выхоложена – до -235оС. Имеет 6 спутников.
Малые космические тела Солнечной системы – это астероиды, кометы и метеориты. Между орбитами Марса и Юпитера имеется скопление несколько тысяч малых планет, или астероидов – составляющих пояс астероидов [планета Фоэтон]. Крупнейший из которых – Церера (1020 км в диаметре). [Астероид Икар с диаметром ок. 1 км. раз в 19 лет приближается к Земле (последнее наблюдалось в 1987)]. Астероиды бывают металлическими – железно-никелевыми и каменными – силикатными.
Кометы состоят из ядра сформировавшегося преимущественно из замерзших газов – метана, аммиака, водяного пара и углекислого газа – с вкраплениями метеорных частиц. В ядре сосредоточена основная масса кометы. При приближении к Солнцу комета тает и у нее появляется хвост. Хвост крупной кометы по объему превосходит Солнце. В результате распада кометных ядер возникают метеорные рои, при встрече с которыми в земной атмосфере наблюдаются «дожди падающих звезд». Периоды обращения комет могут достигать миллионов лет. Общее число комет Солнечной системы оценивается сотнями миллиардов. Орбиты комет в основном эллиптические, а период вращения очень большой. Иногда кометы могут столкнуться с планетами. [комета Шумейкер-Леви, 1994, Юпитер, тунгусский метеорит]
Метеориты (метеоры), как и космическая пыль, заполняют все пространство Солнечной системы. При встрече с Землей их скорости достигают 70 км/с. На их движение и особенно на движение космической пыли влияют гравитационное и (в меньшей степени) магнитные поля, а также потоки радиации и частиц. Наиболее крупные метеориты называются болиды. Метеориты бывают железными (железо+никель), железокаменными, и каменными (хондриты и ахондриты силикатные по составу). Крупнейший из столкнувшихся с землей – Гоба метеорит – весит 60 т. и упал в Намибии. На месте их столкновений и поверхностью Земли образуется метеоритный кратер или астроблема.
Еще статьи о внеземном космосе
Еще статьи о Земле как планете
Как измерили расстояние до Солнца / Хабр
Сегодня, когда астрономию вернули в школьную программу, любой старшеклассник (ну, в теории, любой) должен знать: расстояние от нашей планеты до Солнца составляет примерно 149,5 млн километров. Это расстояние еще принято называть астрономической единицей.
Но, понятно, что этот ответ как-то надо было получить и астрономам потребовалось на это несколько шагов, растянувшихся не одно тысячелетие. Ниже — о каждом шаге подробнее.
Шаг первый – безбожник Аристарх и Луна
Аристарх Самосский жил в III веке до нашей эры и был по-настоящему выдающимся астрономом. Задолго до Коперника он построил гелиоцентрическую модель устройства мира. Довольно точно определил продолжительность года в 365 + (1/4) + (1/1623) дней. Усовершенствовал солнечные часы. А еще он предпринял попытку измерить расстояние от Земли до Солнца и Луны. Этому Аристарх посвятил целый трактат (кстати, единственная письменная работа этого автора, дошедшая до нас).
С Луной у него получилось довольно близко к правильному ответу: 486400 км (по расчетам Аристарха), 380000 км (среднее расстояние по современным данным). Спустя сто лет другой античный астроном Гиппарх, кстати, уточнил эти цифры. А вот с Солнцем у Аристарха получилась нехилая промашка.
Но сначала о том, как вообще древнегреческий астроном измерял это расстояние. Известно, что иногда Солнце и Луну можно наблюдать одновременно. Причем, бывают моменты, когда Солнце освещает ровно половину Луны. Тогда угол «Земля-Луна-Солнце» — прямой, и измеряя угол «Луна-Земля-Солнце» можно с помощью тригонометрических соотношений, зная расстояние Земля-Луна, найти расстояние Земля-Солнце.
Но «гладко было на бумаге». Во-первых, Аристарху надо было поймать момент, когда освещена ровно половина Луны, а сделать это без телескопа было практически невозможно. А во-вторых, опять же без серьезной измерительной аппаратуры, точно измерить все параметры. Не удивительно, что грек ошибся, причем, очень сильно: угол α у него получился целых три градуса (в реальности он равен 10 минутам), а расстояние до Солнца всего 7,5 млн километров. Опираясь на это расстояние, Аристарх пришел к выводу, что Солнце намного больше Земли. Это и стало главным аргументом его гелиоцентризма (в центре мироздания должен быть самый большой объект).
Впрочем, ошибка в определении расстояния большой роли в науке не сыграла, вычисления Аристарха вообще не получили широкой известности (даже среди образованной части населения античных городов). Причина была скорее политической, все дело в его гелиоцентрической модели мироздания. Она противоречила геоцентрической модели, которой придерживался тогдашний научный консенсус. И есть упоминания, что его даже пытались привлечь к суду как безбожника. Спустя некоторое время сначала Гиппарх подверг критике его взгляды, а позже Птолемей (чья геоцентрическая модель успешно дожила до Коперника) и вовсе проигнорировал результаты Аристарха, способствуя их забвению на долгое время.
Шаг второй — смотрим на Венеру (Кеплер и Хоррокс)
Человечеству потребовалось почти две тысячи лет, чтобы сделать этот следующий шаг к ответу, но будем справедливы, это было нелегкое время и хватало других проблем.
И для начала, надо было выбрать другой объект, на который опираться в своих вычислениях. В 1626 году известный немецкий астроном и математик Иоганн Кеплер предложил в качестве кандидата Венеру. К тому времени астрономы уже знали про одно довольно редкое астрономическое явление – прохождение Венеры по диску Солнца, причем, оно случается дважды с разницей в несколько лет, а потом следует значительный перерыв. Предложенный Кеплером метод заключался в следующем: надо измерить время прохождения Венеры по диску Солнца из разных точек Земли. И сравнивая эти времена можно найти расстояние от Земли до Венеры и до Солнца.
Впрочем, это только звучит просто. Как минимум, надо было дождаться этого явления. Это удалось британскому астроному Джереми Хороксу, который переписывался с Кеплером и знал про его метод. Сначала британец уточнил частоту этого явления: «дубль» случается с разницей в восемь лет каждые полтора столетия. И ближайшее должно было состояться в 1639 году. Хоррокс подготовился к этому событию, он наблюдал за небом из своего дома в Мач Хул, близ Престона, а его друг делал то же самое из Солфорда, близ Манчестера. Сначала, казалось, что удача от них отвернулась, поскольку в этот день была сильная облачность, но за полчаса до захода Солнца облака разошлись и пара астрономов сумела-таки осуществить свой план. На основании наблюдений, Хоррокс рассчитал, что нашу планету от Солнца отделяет 95,6 млн км. Это было уже гораздо ближе к истине, но все равно неверно.
Шаг третий – смотрим на Марс (Кассини)
До следующего венерианского «дубля» надо было ждать полтора века и пока шло время астрономы тратили его на поиск других способов вычислить искомое расстояние. И это удалось французскому астроному итальянского происхождения Джованни Доменико Кассини. Он вообще отметился в астрономии как талантливый наблюдатель (например, это он первым увидел Большое Красное пятно на Юпитере). К тому времени астрономы уже оценили возможности, которые дает одновременное наблюдение за одним и тем же объектом из отдаленных друг от друга мест. В 1672 году Кассини на пару с другим французским астрономом Жаном Рише осуществили такой проект: первый остался в Париже, а второй отправился в Южную Африку, где у Франции были свои колонии. Они одновременно наблюдали Марс и, вычислив параллакс, определили его расстояние от Земли. Параллакс, если кто не знает, это смещение или разница в видимом положении объекта, рассматриваемого на двух разных линиях зрения. Ну а вычислять расстояние до объекта по параллаксу умели уже давно.
И поскольку относительные отношения различных расстояний между Солнцем и планетами уже были известны из геометрии, рассчитав по параллаксу расстояние до Марса, Кассини смог сделать то же самое и для Солнца. Его результат — 146 млн км – был уже очень близок к современным оценкам. Что интересно, в то время, когда Кассини проводил эти расчеты, он был приверженцем геоцентрической системы, то есть, расстояния он получал близкие к верным, но карту Солнечной системы строил по старинке, с Землей в центре. Позже он признал правоту Коперника, но в ограниченной степени.
Шаг четвертый – снова Венера и астрономы всего мира
Тем временем близился очередной венерианский «дубль» (в 1761 и 1769 годах) и астрономы были намерены выжать из этого события максимум. Чтобы не зависеть от погодных условий и собрать данные с разных точек на Земле, был организован большой международный проект (его считают чуть ли не первым в истории) под эгидой Французской академии наук. Заблаговременно были подготовлены и отправлены научные экспедиции к местам наблюдений. Не все закончилось гладко – экспедиция, отправленная в Новую Гвинею, без вести пропала в джунглях.
Но в целом проект удался.
Кстати, активно в нем участвовала и Россия. В нашей стране им руководил человек необычайных талантов и энергии – Михайло Ломоносов (это он, кстати, обнаружил атмосферу на Венере).
Ломоносову удалось получить аудиенцию у императрицы Екатерины II и убедить ее в важности этой работы как для науки, так и для государственного престижа. Получив поддержку казны, Ломоносов смог развернуть на территории Российской империи 40 наблюдательных пунктов. На один из них, вблизи Петербурга, приезжала сама Екатерина и с интересом смотрела в телескоп.
Вот в итоге этой большой работы астрономов по всему миру и было получено то число, которое сегодня включено в учебники. Но нет предела совершенству, и еще через сто пятьдесят лет, 8 декабря 1874 года и 6 декабря 1882 года, очередные прохождения Венеры по диску Солнца вновь наблюдали научные экспедиции по всему миру, уточняя полученные данные. А потом еще раз в 2004 и 2012 году. Впрочем, в ходе этих наблюдений получали и другие полезные данные, но это уже другая тема.
Солнечная система
Источник: Энциклопедия Кругосвет. Солнечная система — Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела – 8 планет (Плутон признан в 2006 на 26 Ассамблее Международного астрономического союза карликовой планетой.), более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра – электроны и протоны.
Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных.
Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце – обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и карликовая планета Плутон.
Расстояния в Солнечной системе принято измерять в единицах среднего расстояния Земли от Солнца, называемого астрономической единицей (1 а.е. = 149,6 млн. км). Например, среднее расстояние Плутона от Солнца 39 а.е., но иногда он удаляется на 49 а.е. Известны кометы, улетающие на 50 000 а.е. Расстояние от Земли до ближайшей звезды a Кентавра 272 000 а.е., или 4,3 световых года (т. е. свет, движущийся со скоростью 299 793 км/с, проходит это расстояние за 4,3 года). Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 мин, а до Плутона – за 6 ч.
Планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Плоскость орбиты Земли (плоскость эклиптики) лежит близко к средней плоскости орбит планет. Поэтому видимые пути планет, Солнца и Луны на небе проходят вблизи линии эклиптики, а сами они всегда видны на фоне созвездий Зодиака. Наклоны орбит отсчитываются от плоскости эклиптики. Углы наклона менее 90° соответствуют прямому орбитальному движению (против часовой стрелки), а углы более 90° – обратному движению. Все планеты Солнечной системы движутся в прямом направлении; наибольший наклон орбиты у Плутона (17°). Многие кометы движутся в обратной направлении, например, наклон орбиты кометы Галлея 162°.
Орбиты всех тел Солнечной системы очень близки к эллипсам. Размер и форма эллиптической орбиты характеризуются большой полуосью эллипса (средним расстоянием планеты от Солнца) и эксцентриситетом, изменяющимся от е = 0 у круговых орбит до е = 1 у предельно вытянутых. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую удаленную – афелием.
С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) – верхними (внешними). У нижних планет существует предельный угол удаления от Солнца: 28° у Меркурия и 47° у Венеры. Когда такая планета максимально удалена к западу (востоку) от Солнца, говорят, что она находится в наибольшей западной (восточной) элонгации. Когда нижняя планета видна прямо перед Солнцем, говорят, что она находится в нижнем соединении; когда прямо за Солнцем – в верхнем соединении. Подобно Луне, эти планеты проходят через все фазы освещения Солнцем в течение синодического периода Ps – времени, за которое планета возвращается к исходному положению относительно Солнца с точки зрения земного наблюдателя. Истинный орбитальный период планеты (P) называют сидерическим. Для нижних планет эти периоды связаны соотношением:
1/Ps = 1/P – 1/Po
где Po – орбитальный период Земли. Для верхних планет подобное соотношение имеет другой вид:
1/Ps = 1/Po – 1/P
Для верхних планет характерен ограниченный диапазон фаз. Максимальный фазовый угол (Солнце–планета–Земля) у Марса 47°, у Юпитера 12°, у Сатурна 6°. Когда верхняя планета видна за Солнцем, она находится в соединении, а когда в противоположном Солнцу направлении – в противостоянии. Планета, наблюдаемая на угловом расстоянии 90° от Солнца, находится в квадратуре (восточной или западной).
Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела: их средние плотности от 3,9 до 5,5 г/см3. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос. Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность (0,7–1,8 г/см3) и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн и, возможно, другие гиганты лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.
Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В.Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самый далекий Плутон открыл в 1930 К.Томбо в результате длительных поисков занептуновой планеты, организованных П.Ловеллом. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд «Вояджер-1». С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано «Вояджером-2»
Видео по теме:
3D Путешествие по солнечной системе
youtube.com/embed/XXfq6O1aa8g» frameborder=»0″ allow=»autoplay; encrypted-media» allowfullscreen=»»/>
Планеты солнечной системы
Сериал «Прогулки в космосе». 2-я серия «Солнечная система».
Ученые подтвердили важную роль Юпитера и Сатурна в образовании Солнечной системы — Газета.Ru
Миграция Юпитера и Сатурна в направлении Солнца оказала решающее влияние на формирование планет, в частности, «путешествия» этих газовых гигантов привели к тому, что Марс оказался значительно меньше и легче, чем его собраться по классу — Земля и Венера, пишут французские и американские астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.
Согласно современным представлениям, формирование Солнечной системы началось около 4,6 миллиарда лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвездного молекулярного облака. Большая часть вещества пошла на образование звезды — Солнца. Из остального вещества, не попавшего в центр, сформировался вращающийся протопланетный диск, из которого в дальнейшем возникли планеты, их спутники, астероиды и другие малые тела Солнечной системы.
Ранее считалось, что все планеты сформировались приблизительно на тех орбитах, где они находятся сейчас, однако в конце 20 — начале 21 века эта точка зрения радикально изменилась. Вполне возможно, что на заре своего существования Солнечная система выглядела совсем не так, как она выглядит сейчас.
Ученые полагают, что орбиты планет-гигантов, прежде всего Юпитера и Сатурна, постепенно менялись во время формирования Солнечной Системы, что непосредственно влияло на формирование протопланетных тел и их взаимодействие в пределах пояса планет земного типа.
Группа астрономов под руководством Дэвида О`Брайана из института планетологии города Тусон проверила эту гипотезу. Ученые разработали компьютерную модель эволюции протопланетного диска и получили несколько интересных выводов. Результаты симуляции показали, что Юпитер и Сатурн в процессе формирования Солнечной системы несколько раз меняли свои орбиты, приблизившись к светилу на расстояние, чуть большее 1 астрономической единицы (среднее расстояние между Солнцем и Землей, сейчас Юпитер находится на расстоянии 5,2 астрономической единицы). В дальнейшем, гравитационное взаимодействие между ними привело к тому, что они постепенно удалялись от Солнца до тех пор, пока их орбита не стабилизировалась.
Современный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, который не укладывался в теорию «миграций» планет-гигантов, получил свои современные очертания и состав именно из-за взаимодействия с Юпитером и Сатурном.
Несмотря на то, что планеты-гиганты «выбросили» часть астероидов и протопланетных тел из этой зоны, они обогатили внутренний протопланетный диск астероидами класса C (астероиды с большим содержанием углерода). Этот факт не только объясняет наличие «легких» и «тяжелых» объектов в поясе астероидов, но и позволяет объяснить огромные запасы воды на Земле (вода является летучим соединением, и не должна была присутствовать в таких количествах на планетах земной группы).
«Результаты моделирования потрясают воображение. Эксперимент показывает, что теории миграции Юпитера не только не противоречат существованию пояса астероидов, но и позволяют объяснить некоторые свойства пояса, которые мы не могли понять до этого», — говорит Кевин Уолш, один из участников исследовательской группы.
Кроме того, исследование показывает, что Марс сформировался не так, как Земля и Венера. Красная планета была сформирована из протопланетных тел, которые были выброшены из пределов протопланетного диска в результате гравитационных возмущений, вызванных перемещениями Юпитера и Сатурна. Как считают ученые, это объясняет небольшие размеры и массу красной планеты.
Девятую планету нашел компьютер — МК
При помощи ЭВМ команда астрономов из университета Кобэ под руководством профессора Тадаси Мукаи и немецкого ученого Патрика Ликавки вычислила высокую вероятность существования девятой планеты Солнечной системы. Напомним, что на сегодняшний день по классификации Международного астрономического союза в нашей Солнечной системе зафиксировано только восемь «полноценных» планет. «Девятая» – Плутон – была открыта в 1930 году и потеряла статус оной в 2006 году.
Претензия на сенсацию иностранных ученых вызывает множество сомнений. Однако для того, чтобы разобраться в этом, обозреватель MK.RU обратился к знаниям авторитетных астрономов из питерского Института прикладной астрономии РАН и московского Института космических исследований РАН.
Вообще говоря, девятая планета солнечной системы уже была однажды открыта. 18 февраля 1930 года молодой американский астроном Клайд Томбо открыл новую, самую удаленную от Солнца планету. В сообщении об этом, сделанном 13 марта 1930 года, говорилось, что ее назовут Плутоном. Но 24 августа 2006 года на проходившей в Праге ассамблее Международного астрономического союза Плутон лишили статуса планеты Солнечной системы. Теперь он – «карликовая планета».
Открытие было сделано в процессе изучения особенностей орбит внешнего пояса астероидов, расположенного за орбитой Нептуна и называемого поясом Койпера. Компьютерное моделирование показало, что процесс изменения орбит планет Солнечной системы и «внешних» небесных тел на протяжении последних 4 млрд. лет невозможно объяснить, если не допустить существование еще одной планеты – так называемой «загадочной планеты Х».
Согласно гипотезе астрономов, эта планета должна находиться на внешней стороне от Нептуна и вращаться по эллипсоидной орбите с максимальным радиусом в 15-26 миллиардов километров. Ее вес может составлять от 30% до 70% веса Земли, диаметр – 10-16 тысяч километров – приблизительно сравним с земным (12,7 тысячи километров), а поверхность должна быть покрыта скальными камнями и льдом.
Искомая планета расположилась от Земли на расстоянии более 12 миллиардов километров. Это небесное тело вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, которая на 20-40 градусов наклонена от орбиты Земли. Один оборот вокруг светила неизвестная планета совершает примерно за тысячу лет.
Современным астрономам известно, что в пределах Солнечной системы вне орбиты Нептуна вращаются более ста небесных тел, орбиты большинства которых, как и у восьми основных планет, имеют форму круга. Тем не менее, среди них есть и такие, орбита которых значительно отличается от указанной, причина чего остается пока не разгаданной.
В 2006 году «загадочная планета Х» должна была приблизиться к Солнцу на минимальное расстояние в 12 миллиардов километров и иметь такую же яркость (14,8-17,3), как и у исключенного из состава планет Солнечной сиетемы Плутона, однако осталась незамеченной из-за окруженности прочими небесными телами и угла наклона своей оси в 40 градусов, отмечают японские исследователи.
«Мы вполне можем найти эту планету в течение десятилетия, если начнем полномасштабные исследования. Мы верим в это», – без тени самоиронии заявил руководитель группы исследователей профессор Тадаси Мукаи.
По мнению японских астрономов, девятая планета отвечает всем критериям подобного небесного тела. По классификации Международного астрономического союза планетой может считаться только то небесное тело, которое имеет существенную массу для поддержания силы тяготения на своей поверхности, шарообразную форму и стабильную орбиту, на которой нет других объектов.
Описание своего открытия ученые намерены опубликовать в апрельском номере специального издания Astronomical Journal.
Напомним, что в Солнечную систему входит Солнце, восемь больших планет вместе с их спутниками, более 100 тысяч малых планет (астероидов), порядка 10 в 11-й степени комет, а также бесчисленное количество мелких, так называемых метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пылинок). Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце. Его масса приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в систему. Гравитационное притяжение Солнца является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него планеты – Плутона – 39,5 а.е., т.е. шесть миллиардов километров, что очень мало по сравнению с расстояниями до ближайших звезд. Только некоторые кометы удаляются от Солнца на 100 тысяч а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.
Исторически название «планета» («блуждающая звезда») относится к четырем или пяти небесным объектам, известным уже древним: Венере, Марсу, Юпитеру, Сатурну и, вероятно, Меркурию, хотя его могли увидеть только очень внимательные наши предки, пишет в своей статье «Бомжи» в Солнечной системе» известный российский астроном Леонид Ксанфомалити. В 1781 году У. Гершель открыл Уран, а в 1846 году усилиями трех ученых, Адамса, Леверье и Галле, был открыт Нептун, который оказался последним в группе четырех планет-гигантов, устроенных иначе, чем Земля. На 45 лет раньше, в 1801 году, Пиацци открыл первую «малую планету», астероид Церера. Сегодня «малых планет», обращающихся между орбитами Марса и Юпитера, известно более ста тысяч. В наши дни еще один пояс орбит небесных тел, подобных «малым планетам», обнаружен между орбитами Юпитера и Сатурна. Они получили название «кентавры».
Границы между девятью «большими планетами» и «малыми планетами» особо четко никогда не устанавливались. Более того, размеры крупнейшего из спутников Юпитера даже больше планеты Меркурий. Размеры Плутона и его спутника Харона (2300 и 1200 км) вполне сравнимы с Церерой (950 км) и намного меньше нашей Луны (3400 км). Но классификация по размерам запуталась окончательно, когда выяснилось, что Плутон-Харон относятся к многочисленной группе транснептуновых объектов (ТНО) и что среди них есть новое небесное тело (открытое М. Брауном в 2003 году), 2003UB313, которое значительно больше Плутона. Для ТНО 2003UB313 предварительно предлагалось название «Зена».
XXVI Генеральная Ассамблея Международного астрономического союза постановила считать планетой такое небесное тело, которое обращается вокруг Солнца, имеет достаточно большую массу (не менее 1/1000 земной), чтобы быть круглым, и вблизи орбиты которого нет других тел (это намек на астероиды). Если два первых условия выполняются, но посторонние тела вблизи орбиты есть – это карликовая планета. Во всех остальных случаях небесное тело должно считаться «малым телом Солнечной системы».
Реакция российских астрономов
Ведущий научный сотрудник Института прикладной астрономии РАН (Санкт-Петербург) доктор физ. -мат. наук Виктор Шор:
«Напомню, что за Плутоном (экс-планетой) уже обнаружены разные планеты, размером сравнимые с ним или даже большие. Плутон сейчас рассматривается как карликовая планета. Но он дальше Нептуна и его движения, по-видимому, находятся под его воздействием. Несомненно, что Нептун воздействует на движение Плутона. Там находится новый пояс малых тел – так называемый пояс Койтера, который располагается за орбитой Плутона. Последний – один из объектов этого пояса. В поясе Койтера обнаружены и тела больше, чем Плутон. Эта планета по размеру больше Земли, судя по данным японцев. Скорее всего, такая планета была бы по своему блеску уже найдена на сегодняшний день. Заявленные ими размеры неизвестной планеты очень большие. Правда, ввиду того, что у нее больший наклон, вполне вероятно, что такую планету раньше искали не в тех местах, где она реально находилась.
Таким образом, опровергнуть это сообщение или подтвердить я не могу. Эти ученые, думаю, достаточно квалифицированны и такие вещи, о которых я говорю, они сами должны понимать. Вообще в поясе Койтера предполагается существование нескольких десятков тысяч объектов или тел размерами от ста километров. В настоящее время ближе к нам располагается пояс малых планет между орбитами Марса и Юпитера. В этом поясе уже обнаружено более двухсот пятидесяти тысяч малых планет. Из них 180 тысяч имеет хорошо определенные орбиты. Они занумерованы. Но, правда, это тела. Из них наибольшее – Церера, которую тоже как бы относят к «карликовым» планетам».
Доктор физ.-мат. наук, заслуженный деятель науки РФ, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией отдела физики планет Института космических исследований РАН (Москва) Леонид Ксанфомалити:
«Эти исследователи говорят, что-де они верят, будто неизвестная планета может существовать. Во всяком случае, так пишут иностранные СМИ. Они претендуют на открытие. Вот если я поковыряю в носу и найду что-нибудь – это открытие или нет? За пределами Плутона есть еще двести планет. Почему не упомянуть их? А они говорят, что зарядили программу в компьютер и получили результат, по которому, может быть, такая вещь существует. Все это, скорее всего, типичные журналистские штучки, и науки здесь нет.
Разумеется, подобные расчеты проводились и раньше. Лет 20 назад, например. В литературе, на которую японцы ссылаются, сообщалось, что есть какая-то планета под углом 40 градусов (эти пишут – 30). В итоге планету никто не нашел. Компьютерная программа – это то, что заложил, то и получил. Если я закладываю возмущение в движении планет… Когда-то для того, чтобы объяснить эти возмущения, теоретики взяли и рассчитали, что источником возмущения может быть некая планета. Это было двести лет назад. Так был открыт Нептун. Оказалось, что все прекрасно. Но Нептун полностью не покрывает всех тех возмущений, которые движение планет обнаруживает. Стали искать чего-нибудь еще. Пришли к выводу, что должна быть еще одна. Клайд Томбо в 1930-31 году посмотрел и обнаружил Плутон, но Плутон оказался на градус в стороне от того, что было. Так получилось, что открытие случайно. Если бы Томбо поковырялся дальше, он бы там еще чего-нибудь нашел (как в «японском» случае). В Солнечной системе есть много планет размером с Плутон, а Плутон не такая уж и маленькая планета – 2000 км.
Планеты же, скажем, размером с Землю, по-видимому, нет. Если бы она была, ее можно было бы обнаружить. Если она находится на очень большом расстоянии, значит, ее обнаружат случайно когда-нибудь. Если говорить о возмущениях, то они очень малы. Но тем не менее они есть, и они остаются необъясненными. То есть еще остаются пока не понятые нами явления в физике небесных тел. Совсем необязательно, что положения небесных тел могут быть объяснены воздействием других планет. А есть явления, которые мы наблюдаем и которые приводят, по-видимому, к вот этим отклонениям в расчетах небесных тел. То есть все это необязательно объясняется воздействием какой-то гипотетической планеты».
Подробно | Юпитер — Исследование Солнечной системы НАСА
ВведениеЮпитер — пятая планета от нашего Солнца и, безусловно, самая большая планета в Солнечной системе — более чем в два раза массивнее всех остальных планет вместе взятых. Полосы и водовороты Юпитера на самом деле представляют собой холодные, ветреные облака аммиака и воды, плавающие в атмосфере водорода и гелия. Знаменитое Большое Красное Пятно Юпитера — это гигантский шторм больше Земли, бушующий сотни лет.
Юпитер окружен десятками спутников.У Юпитера также есть несколько колец, но в отличие от знаменитых колец Сатурна, кольца Юпитера очень слабые и состоят из пыли, а не изо льда.
3D-модель Юпитера, планеты-гиганта. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) › Параметры загрузки тезкаТезка
Юпитер, будучи самой большой планетой, получил свое имя от царя древнеримских богов.
Потенциал для жизниПотенциал для жизни
Окружающая среда Юпитера, вероятно, не способствует жизни в том виде, в каком мы ее знаем.Температура, давление и материалы, которые характеризуют эту планету, скорее всего, слишком экстремальны и изменчивы, чтобы организмы могли к ним адаптироваться.
Хотя планета Юпитер является маловероятным местом для обитания живых существ, то же самое нельзя сказать о некоторых из ее многочисленных спутников. Европа — одно из наиболее вероятных мест для поиска жизни в других частях нашей Солнечной системы. Есть свидетельства существования обширного океана прямо под его ледяной коркой, где, возможно, могла бы поддерживаться жизнь.
Размер и расстояние Размер и расстояниеС радиусом 43 440.7 миль (69 911 километров), Юпитер в 11 раз шире Земли. Если бы Земля была размером с пятицентовую монету, Юпитер был бы размером с баскетбольный мяч.
При среднем расстоянии 484 миллионов миль (778 миллионов километров) Юпитер находится на расстоянии 5,2 астрономических единицы от Солнца. Одна астрономическая единица (сокращенно AU) — это расстояние от Солнца до Земли. С такого расстояния Солнечному свету требуется 43 минуты, чтобы добраться от Солнца до Юпитера.
Планеты показаны в правильном порядке удаления от Солнца и с правильными относительными орбитальными расстояниями. Размеры тел сильно преувеличены для акцента. Предоставлено: НАСА/Мур Бек. Орбита и вращение Орбита и вращениеУ Юпитера самые короткие сутки в Солнечной системе. Один день на Юпитере занимает всего около 10 часов (время, за которое Юпитер делает один оборот или один оборот), а Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца (год по юпитерианскому времени) примерно за 12 земных лет (4333 земных дня). .
Его экватор наклонен по отношению к его орбитальному пути вокруг Солнца всего на 3 градуса.Это означает, что Юпитер вращается почти вертикально и не имеет таких экстремальных сезонов, как другие планеты.
ЛуныЛуны
С четырьмя большими спутниками и множеством меньших спутников Юпитер образует своего рода миниатюрную солнечную систему. Юпитер имеет 53 подтвержденных спутника и 26 предварительных спутников, ожидающих подтверждения открытия. Луны названы после того, как они подтверждены.
Четыре крупнейших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были впервые обнаружены астрономом Галилео Галилеем в 1610 году с использованием ранней версии телескопа. Эти четыре спутника сегодня известны как спутники Галилея, и они являются одними из самых захватывающих мест в нашей Солнечной системе. Ио — самое вулканически активное тело Солнечной системы. Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе (даже больше, чем планета Меркурий). Очень немногие маленькие кратеры Каллисто указывают на небольшую степень текущей поверхностной активности. Океан жидкой воды с ингредиентами для жизни может лежать под замерзшей корой Европы, что делает его заманчивым местом для исследования.
› Подробнее о спутниках Юпитера
КольцаКольца
Кольца Юпитера, обнаруженные в 1979 году космическим кораблем НАСА «Вояджер-1», стали неожиданностью, так как они состоят из мелких темных частиц и их трудно увидеть, кроме как в контровом свете Солнца. Данные космического корабля «Галилео» указывают на то, что система колец Юпитера может быть образована пылью, поднятой в воздух, когда межпланетные метеороиды врезаются в маленькие внутренние спутники планеты-гиганта.
ФормированиеФормирование
Юпитер сформировался, когда остальная часть Солнечной системы сформировалась около 4.5 миллиардов лет назад, когда гравитация втянула вихри газа и пыли внутрь, чтобы стать этим газовым гигантом. Юпитер взял на себя большую часть массы, оставшейся после образования Солнца, и в итоге получил более чем в два раза больше объединенного материала, чем другие тела Солнечной системы. На самом деле Юпитер имеет те же ингредиенты, что и звезда, но он не стал достаточно массивным, чтобы воспламениться.
Около 4 миллиардов лет назад Юпитер занял свое нынешнее положение во внешней Солнечной системе, где он является пятой планетой от Солнца.
СтруктураСтруктура
Состав Юпитера аналогичен составу Солнца — в основном водород и гелий. Глубоко в атмосфере давление и температура увеличиваются, сжимая газообразный водород в жидкость. Это дает Юпитеру самый большой океан в Солнечной системе — океан, состоящий из водорода, а не из воды. Ученые считают, что на глубине, примерно на полпути к центру планеты, давление становится настолько большим, что электроны выдавливаются из атомов водорода, делая жидкость электропроводящей, как металл.Считается, что быстрое вращение Юпитера вызывает электрические токи в этом регионе, создавая мощное магнитное поле планеты. До сих пор неясно, имеет ли Юпитер глубже центральное ядро из твердого материала или это может быть густой, супергорячий и плотный суп. Там внизу может быть до 90 032 градусов по Фаренгейту (50 000 градусов по Цельсию), состоящих в основном из железа и силикатных минералов (похожих на кварц).
ПоверхностьПоверхность
Будучи газовым гигантом, Юпитер не имеет истинной поверхности.Планета состоит в основном из газов и жидкостей. Хотя космическому кораблю негде будет приземлиться на Юпитере, он также не сможет пролететь невредимым. Экстремальные давления и температуры глубоко внутри планеты раздавливают, плавят и испаряют космические корабли, пытающиеся влететь на планету.
АтмосфераАтмосфера
Внешний вид Юпитера представляет собой гобелен из разноцветных облачных полос и пятен. Газовая планета, вероятно, имеет три отдельных слоя облаков в своем «небе», которые вместе составляют около 44 миль (71 километр).Верхнее облако, вероятно, состоит из аммиачного льда, а средний слой, вероятно, состоит из кристаллов гидросульфида аммония. Самый внутренний слой может состоять из водяного льда и пара.
Яркие цвета, которые вы видите в толстых полосах Юпитера, могут быть шлейфами содержащих серу и фосфор газов, поднимающихся из более теплых недр планеты. Быстрое вращение Юпитера — один оборот каждые 10 часов — создает сильные струйные потоки, разделяющие его облака на темные пояса и яркие зоны на длинных участках.
Без твердой поверхности, которая могла бы их замедлить, пятна Юпитера могут сохраняться в течение многих лет. Бурный Юпитер дует более дюжины преобладающих ветров, скорость некоторых из которых на экваторе достигает 335 миль в час (539 километров в час). Большое Красное Пятно, закрученный овал облаков, в два раза шире Земли, наблюдается на планете-гиганте уже более 300 лет. Совсем недавно три меньших овала слились в маленькое красное пятно, примерно вдвое меньше своего более крупного кузена.
Данные зонда НАСА «Юнона», опубликованные в октябре 2021 года, дают более полную картину того, что происходит под этими облаками.Данные с Юноны показывают, что циклоны Юпитера теплее наверху, с более низкой плотностью атмосферы, а внизу они холоднее, с более высокой плотностью. Антициклоны, вращающиеся в противоположном направлении, холоднее вверху, но теплее внизу.
Полученные данные также показывают, что эти штормы намного выше, чем ожидалось, причем некоторые простираются на 60 миль (100 километров) ниже вершин облаков, а другие, включая Большое Красное Пятно, простираются на 200 миль (350 километров). Это удивительное открытие показывает, что вихри покрывают области за пределами тех, где вода конденсируется и образуются облака, ниже глубины, где солнечный свет нагревает атмосферу.
Высота и размер Большого Красного Пятна означают, что концентрация атмосферной массы внутри бури потенциально может быть обнаружена инструментами, изучающими гравитационное поле Юпитера. Два близких пролета «Юноны» над самой известной точкой Юпитера дали возможность найти гравитационный сигнатуру шторма и дополнить другие результаты по его глубине.
Благодаря своим гравитационным данным команда «Юноны» смогла ограничить размеры Большого Красного Пятна глубиной около 300 миль (500 километров) ниже вершин облаков.
Пояса и зоны Помимо циклонов и антициклонов Юпитер известен своими характерными поясами и зонами — белыми и красноватыми полосами облаков, огибающими планету. Сильные восточно-западные ветры, движущиеся в противоположных направлениях, разделяют полосы. Юнона ранее обнаружила, что эти ветры или струйные течения достигают глубины около 2000 миль (примерно 3200 километров). Исследователи до сих пор пытаются разгадать тайну формирования струйных течений. Данные, собранные «Юноной» во время нескольких проходов, раскрывают одну возможную подсказку: газообразный аммиак в атмосфере перемещается вверх и вниз в соответствии с наблюдаемыми струйными течениями.
ДанныеJuno также показывают, что пояса и зоны претерпевают переход примерно в 40 милях (65 км) под водяными облаками Юпитера. На малых глубинах пояса Юпитера ярче в микроволновом свете, чем соседние зоны. Но на более глубоких уровнях, ниже водяных облаков, все наоборот, что обнаруживает сходство с нашими океанами.
Полярные циклоны «Юнона» ранее обнаружила многоугольные расположения гигантских циклонических штормов на обоих полюсах Юпитера — восемь в виде восьмиугольника на севере и пять в виде пятиугольника на юге.Со временем ученые миссии определили, что эти атмосферные явления чрезвычайно устойчивы, оставаясь в одном и том же месте.
ДанныеJuno также указывают на то, что, подобно ураганам на Земле, эти циклоны стремятся двигаться к полюсу, но циклоны, расположенные в центре каждого полюса, отталкивают их назад. Этот баланс объясняет, где находятся циклоны и разные числа на каждом полюсе.
магнитосфераМагнитосфера
Магнитосфера Юпитера — это область космоса, находящаяся под влиянием мощного магнитного поля Юпитера.Он поднимается на расстояние от 600 000 до 2 миллионов миль (от 1 до 3 миллионов километров) по направлению к Солнцу (от 7 до 21 диаметра самого Юпитера) и сужается в хвост в форме головастика, простирающийся более чем на 600 миллионов миль (1 миллиард километров) позади Юпитера. до орбиты Сатурна. Огромное магнитное поле Юпитера в 16-54 раза мощнее, чем у Земли. Он вращается вместе с планетой и уносит частицы, имеющие электрический заряд. Вблизи планеты магнитное поле улавливает рои заряженных частиц и ускоряет их до очень высоких энергий, создавая интенсивное излучение, которое бомбардирует самые внутренние луны и может повредить космический корабль.
Магнитное поле Юпитера также является причиной некоторых из самых впечатляющих полярных сияний Солнечной системы на полюсах планеты.
Ресурсы
Как далеко Юпитер от Земли?
Все планеты нашей Солнечной системы удалены от Солнца на миллионы миль/километров. Что касается Юпитера, то он находится на расстоянии 5,2 а.е. или 778 миллионов километров / 484 миллионов миль от Солнца.
Но как далеко Юпитер от Земли? Поскольку все планеты движутся, расстояние постоянно меняется.В среднем Юпитер находится на расстоянии 715 миллионов км / 444 миллиона миль от Земли.
В своих ближайших точках Юпитер и Земля находятся на расстоянии 588 миллионов километров / 365 миллионов миль друг от друга. В своих самых дальних точках Юпитер и Земля находятся на расстоянии 968 миллионов километров / 601 миллион миль.
Сколько времени потребуется, чтобы добраться до Юпитера с Земли?Поскольку все планеты движутся, время, необходимое для их достижения, варьируется. В среднем требуется около шести лет, чтобы достичь Юпитера с Земли.
Например, космический корабль «Галилео», запущенный в 1989 году, прибыл к газовому гиганту в 1995 году, но это произошло потому, что он планировал очень стратегический маршрут. Космический корабль обогнул Венеру, Землю и астероид Гаспра, чтобы добраться до Юпитера. Корабль преодолел в общей сложности около 2,5 миллиардов миль / 4 миллиарда километров.
Сколько световых лет нужно, чтобы добраться до Юпитера с Земли?Вам не понадобится и одного светового года, чтобы добраться до Юпитера.На самом деле, если бы вы путешествовали со скоростью света от Земли к Юпитеру, вы бы достигли газового гиганта примерно за 43 световые минуты.
В световых годах Солнце находится на расстоянии 0,00001581 светового года от Земли, поэтому вам потребуется восемь световых минут, чтобы добраться до него. Скорость звука составляет около 343 м/с, а скорость света — 299 792 458 м/с. В милях в час/миль скорость света составляет около 670 616 629, а в километрах в час свет движется со скоростью 1 079 252 848.
Сможем ли мы добраться до Юпитера?Достичь Юпитера очень сложно из-за огромного расстояния в 715 миллионов км / 444 миллионов миль, и это только средняя оценка. Планеты движутся, поэтому длина пути может составить даже 968 миллионов км / 601 миллион миль.
До 2020 года только девять космических аппаратов достигли Юпитера. Достичь Юпитера определенно возможно; мы доказывали это девять раз до сих пор, но послать туда пилотируемый экипаж было бы более проблематично.
Первым космическим аппаратом, достигшим Юпитера, был NASA Pioneer 10. Этот зонд был запущен в 1972 году, а достиг газового гиганта в 1973 году. Однако миссия была всего лишь пролетом, и зонд пролетел на расстоянии 130 000 км от Юпитера. Ему удалось сделать первые снимки Юпитера, а затем продолжить путешествие в дальний космос.
ЕКА планирует запустить космический корабль в 2022 году, и ожидается, что зонд достигнет Юпитера через 8 лет. В 2022 году также запланирована многократная пролетная миссия НАСА «Европа».
Этот зонд будет изучать спутник Юпитера Европу и особенно искать признаки жизни, которые могут присутствовать в его воде.
Какая планета дальше всех от Земли?Самая дальняя планета от Земли — Нептун. Нептун расположен на расстоянии 30 астрономических единиц или 4,5 миллиарда км / 2,8 миллиарда миль от Солнца. Однако если все-таки считать Плутон планетой, а не карликовой планетой, то Плутон был бы самой дальней планетой от Земли.
Плутон расположен в 39.5 а.е. или 5,9 миллиарда км / 3,7 миллиарда миль от Солнца. Если бы мы отправили миссию к Нептуну, наш космический корабль достиг бы его примерно через двенадцать лет. Если целью является Плутон, то мы достигнем ее за 9,5 лет, но это потому, что орбита Плутона регулярно приближает его к нам, чем Нептун.
Сколько длится год на Юпитере?Один юпитерианский год равен 12 земным годам. Таким образом, Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца каждые 12 лет. Это связано с тем, что он имеет чрезвычайно большую орбитальную траекторию.
Меркурий, например, совершает один оборот вокруг Солнца всего за 88 дней. Таким образом, один год на Меркурии равен всего 88 земным дням. Время для большого количества тортов ко дню рождения!
Сможем ли мы приземлиться на Юпитере?Юпитер — это огромный шар из газа и пыли, поэтому у него даже нет настоящей поверхности. Если бы вы каким-то образом телепортировались на Юпитер, чтобы встать на него, вы бы мгновенно упали и разбились насмерть.
Однако вы умрете не из-за падения, а скорее из-за нехватки кислорода, температуры из-за облаков или скорости быстрого ветра, который может разорвать вас в клочья.
Учитывая все это, почему так много космических кораблей направляется к Юпитеру? Юпитер не обязательно является целью многих космических кораблей, отправленных туда.
На самом деле спутники Юпитера посещают гораздо чаще, чем сам Юпитер. Это потому, что они могут иметь необходимые условия для поддержания жизни.
Возьмем, к примеру, луну, известную как Европа. Европа привлекла наше внимание тем, что на ней есть вода. Эта луна производит в десять раз больше кислорода, чем водорода, что делает ее очень похожей на саму Землю.
На самом деле, под поверхностью Европы может быть больше воды, чем всей воды на Земле. Из-за этих особенностей многие миссии к Юпитеру на самом деле планируются к его спутникам.
Некоторые считают, что под поверхностью Ганимеда также может быть вода, но это еще предстоит выяснить. Многие считают, что на спутнике Европе уже существует жизнь, и ученые хотят тщательно проверить ее на наличие таких признаков.
Теперь Юпитер, может быть, и не очень нам поможет из-за своей негостеприимной природы, но его спутники могли бы также предоставить нам некоторое облегчение, тем более, что у них есть вода, кроме Ио, Ио еще более враждебна.
Знаете ли вы?- Каллисто долгое время считалось наиболее подходящим местом для человеческой базы для будущих исследований системы Юпитера из-за низкого уровня радиации. Радиация на Европе убьет человека всего за день.
- Считается, что немецкий астроном Симон Мариус открыл Европу одновременно с Галилеем; однако он не объявил о своем открытии.
- Галилей назвал спутники планетами Медичи в честь семьи Медичи.Позже в его честь они были переименованы в Галилеевы Луны.
- Юпитер совершает один оборот каждые 10 часов — юпитерианские сутки — таким образом, у него самый короткий день из всех планет Солнечной системы.
- Поскольку Юпитер имеет небольшой наклон оси всего в 3,13 градуса, он имеет небольшие сезонные колебания.
- Теперь известно, есть ли у Юпитера ядро, и недавний анализ показывает, что атмосфера простирается до 3000 км / 1,864 мили вниз, а под ней находится океан металлического водорода, простирающийся до самого центра.
- Википедия
- НАСА
- Космос
- Universetoday
Среднее расстояние Юпитера от Солнца близко к 11 классу физики CBSE
Подсказка: Нам дано соотношение между расстоянием между Землей и Солнцем и расстоянием между Юпитером и Солнцем. Используя закон Кеплера, мы можем построить связь между периодом времени и расстоянием до Солнца. Приравняв это, мы можем найти период обращения Юпитера.{3}}$ Полное пошаговое решение:
В вопросе говорится, что среднее расстояние планеты Юпитер от Солнца в 5,2 раза превышает соответствующее расстояние между Землей и Солнцем.
Нас просят найти период времени Юпитера на его орбите, с помощью закона Кеплера.
Рассмотрим третий закон Кеплера; согласно закону, мы знаем, что квадрат периода времени планеты пропорционален кубу расстояния между солнцем и планетой.{rd}}$ закон или закон гармонии гласит, что отношение квадрата периода времени любой планеты будет равно отношению кубов среднего расстояния этой планеты от солнца.
Или, проще говоря, квадрат периода времени планеты пропорционален кубу расстояния этой планеты от Солнца.
Что такое астрономическая единица? | Космос
Художественная концепция Земли и Солнца. Одна астрономическая единица = среднее расстояние между ними. Изображение через НАСА.Астрономы любят перечислять расстояния до объектов в пределах нашей Солнечной системы (планеты, карликовые планеты, астероиды, кометы, космические корабли и т. д.) в астрономических единицах . Насколько это далеко? Перейдите по ссылкам ниже, чтобы узнать больше об этой базовой единице измерения расстояния в нашей Солнечной системе.
Определение астрономической единицы .
Среднее расстояние от Солнца до каждой планеты в а.е.
Среднее расстояние от Солнца до некоторых карликовых планет в астрономических единицах.
Среднее расстояние до пояса Койпера, самого дальнего космического корабля, Облака Оорта, в а.е.
Расстояние в световом году, в а.е.
Определение астрономической единицы . Для общего сведения можно сказать, что одна астрономическая единица (а.е.) представляет собой среднее расстояние между Землей и нашим Солнцем. AU составляет примерно 93 миллиона миль (150 миллионов км). Это примерно 8 световых минут.
Точнее, одна астрономическая единица (а.е.) = 92 955 807 миль (149 597 871 км).
Орбита Земли вокруг Солнца не является идеальным кругом.Таким образом, расстояние Земли от Солнца меняется в течение года. Астрономы также определяют изменение расстояния до Земли в течение года относительно астрономической единицы. Например, когда Земля находится в 90 265 перигелиях 90 266 — ее ближайшей точке к Солнцу в течение года, в январе — это около 0,983 а.е. от Солнца. Когда наша планета поворачивается на афелий — ее самую дальнюю точку в июле — мы находимся примерно в 1,017 а.е. от Солнца.
Расстояния от Солнца планет нашей Солнечной системы, выраженные в А.U. График с сайта planetsforkids.orgСреднее расстояние (большая полуось) от солнца до каждой планеты в а.е.
Меркурий: 0,387 а.е.
Венера: 0,723 а.е.
Земля: 1,000 а.е.
Марс: 1,524 а.е.
Источник: Planetary Fact Sheet
Если вы хотите узнать расстояния планет Солнечной системы от Земли и Солнца прямо сейчас , нажмите здесь или здесь.
Представление художника о карликовой планете Эриде, расстояние которой от Солнца колеблется от 38.от 255 до 97,661 а.е. Изображение с сайта HubbleSiteСреднее расстояние от Солнца до некоторых карликовых планет в астрономических единицах.
Церера: 2,767 а.е.
Плутон: 39,53 а.е.
Эрида: 67,958 а.е.
Седна: 518,57 а.е.
Среднее расстояние до пояса Койпера, самого дальнего космического корабля, облака Оорта, в астрономических единицах.
Пояс Койпера: от 30 до 55 AU
Самый дальний космический корабль: Вояджер 1: 137.053 AU (по состоянию на октябрь 2016 г.)
Облако Оорта: от 5 000 до 100 000 AU
Самый большой круг с желтой стрелкой указывает на один световой год от нашего солнца. Самая маленькая желтая сфера равна одной световой неделе. Большая желтая сфера равна одному световому месяцу. Подробнее об этом изображении читайте на Викискладе.Расстояние в световом году, в а.е.
Один световой год = 63 240 а.е.
Итог: Астрономы любят перечислять расстояния до объектов в пределах нашей Солнечной системы (планеты, карликовые планеты, астероиды, кометы, космические корабли и т. ) в терминах астрономической единицы или а.е. Одна астрономическая единица – это приблизительное среднее расстояние между Землей и Солнцем. Это около 93 миллионов миль (150 миллионов километров) или 8 световых минут.
До сих пор наслаждаетесь EarthSky? Подпишитесь на нашу бесплатную ежедневную рассылку сегодня!
Брюс МакКлюр
Просмотр статейОб авторе:
Брюс МакКлюр был ведущим сценаристом популярных страниц «Сегодня вечером» EarthSky с 2004 по 2021 год, когда он решил уйти на заслуженную пенсию.Он поклонник солнечных часов, чья любовь к небесам привела его на озеро Титикака в Боливии и в плавание по Северной Атлантике, где он получил сертификат астронавигатора в Школе океанского парусного спорта и навигации. Он также писал и вел публичные астрономические программы и программы планетария в своем доме в северной части штата Нью-Йорк и вокруг него.
Где сейчас планеты?
Солнечная система в прямом эфире
Свойства планетарной орбиты
Кеплер и Ньютон определили общие орбитальные свойства тел Солнечная система:
- Все орбиты могут быть поняты Ньютонами Гравитационные Закон Силы
- Орбитальные характеристики зависят только от расстояния до солнце, а не масса объекта
- Связь между периодом обращения и расстоянием от Солнца.Это третий закон Кеплера. A = расстояние в единицах а.е., где 1
AU (астрономическая единица) — расстояние от земли до солнца.
P измеряется в земных годах.
- Меркурий: A = 0,39 а.е.; Р = 0,24 года
- Венера: A = 0,72 а.е.; Р = 0,61 года
- Марс: A = 1,52 а.е.; Р = 1,88 года
- Юпитер: A = 5,2 а.е.; Р = 11,87 года
- Сатурн: A = 9,55 а.е.; Р = 29,48 года
- Уран: A = 19,23 а.е.; Р = 84.32 года
- Нептун: А = 30,1 а. е.; Р = 164,8 года
- Проверка: умножьте A на себя 3 раза (например, Юпитер: 5,2 х 5,2 х 5,2 = 140,61; извлеките квадратный корень из этого количества и он должен быть очень близок к P; квадратный корень из 140,61 = 11,86)
- Все орбиты планет лежат почти в одной плоскости. То другое исключение (кроме Меркурия, который вращается вокруг искривленное пространство-время) — это Венера с наклонением 3.4 градусов.
- Все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении (кажутся движущимися на восток по отношению к звездам)
- Обычно планеты вращаются в том же направлении, что и вращаются вокруг Солнца (исключения составляют Венера и Уран).
- Большинство орбит почти круговые. Марс имеет вылет 9%.
Хотя все орбиты планет могут быть описаны Ньютоновская механика, в середине 19 века было замечено, что наблюдаемое положение Меркурия, казалось, не согласовывалось с тем, что предсказывала ньютоновская модель. Может ли быть проблема с ньютоновским описанием гравитации?
Да и теория Ньютона неполна Эйнштейн спешит на помощь!Описание проблемы с ртутью:
Движение Меркурия по кривой пространства-времени вблизи Солнца |
- В конце 19 века точные наблюдения положения Меркурия
как это не согласовывалось с предсказаниями ньютоновской теории
Это похоже на случай с Марсом, где Кеплер использовал позиционные несоответствия, чтобы показать, что планетарные орбиты должны иметь эллиптическую форму.
Разрешение позиционного несоответствия Меркурия требует, чтобы пространство было «искривлено» вблизи Меркурия, чтобы Меркурий вращался внутри этой кривизны. Такая орбита будет немного отличаться от орбиты в чисто плоском пространстве.
Ньютон неявно предполагал, что пространство плоское.
Это привело к усовершенствованию ньютоновской гравитации, известному как теория Эйнштейна. Общая теория относительности:
Пространство общается с материей и указывает ей, как двигаться и, в свою очередь, материя сообщается с пространством и указывает ему, как искривляться. |
Орбиты Меркурия в искривленном пространстве потому что это почти очень большая масса (Солнце).
Видимость планетПросмотр планет с Земли зависит от угла планета-Земля-Солнце. Для планет вне орбиты Земли:
Для внутренних планет ситуация сильно отличается, поскольку они всегда находятся относительно близко к Солнцу. На орбите есть время Меркурия и Венеры называют наибольшей элонгацией, при которой Венера появляется при его максимальном угловом удалении от Солнца. Это показано ниже. Обратите внимание, что поскольку в одном часе 15 градусов времени, то показанный ниже угол 46 градусов соответствует примерно 3 часа времени. Когда Венера находится на своей орбите показанном ниже, он появится в небе либо за 3 часа до, либо после восхода солнца. В любом другом положении на своей орбите Венера появится ближе по времени и угловому расстоянию к Солнцу.
Венера не является ближайшим соседом Земли
Иллюстрация солнечной системы. Предоставлено: NASAQuick: Какая планета находится ближе всего к Земле? Спросите астронома или поисковую систему, и вы, вероятно, услышите, что, несмотря на то, что ситуация часто меняется, Венера находится ближе всех, если усреднить ее по времени. Некоторые образовательные веб-сайты, такие как The Planets and Space Dictionary, публикуют расстояние между каждой парой планет, и все они показывают, что в среднем Венера находится ближе всего к Земле. Они все неправы. В литературе НАСА даже говорится, что Венера является «нашей ближайшей планетарной соседкой».
Как выясняется, из-за какого-то феномена небрежности, двусмысленности или группового мышления популяризаторы науки распространили информацию, основанную на ошибочном предположении о среднем расстоянии между планетами. Используя разработанный нами математический метод, мы определяем, что при усреднении по времени ближайшим соседом Земли на самом деле является Меркурий.
Это исправление касается не только соседей Земли. Решение можно обобщить, включив в него любые два тела с примерно круговыми, концентрическими и копланарными орбитами. Используя более точный метод оценки среднего расстояния между двумя вращающимися телами, мы находим, что это расстояние пропорционально относительному радиусу внутренней орбиты. Другими словами, Меркурий в среднем ближе к Земле, чем Венера, потому что он ближе вращается вокруг Солнца. Кроме того, Меркурий в среднем является ближайшим соседом каждой из остальных семи планет Солнечной системы.
Просто, но неправильно
Чтобы рассчитать среднее расстояние между двумя планетами, The Planets и другие веб-сайты предполагают, что орбиты компланарны, и вычитают средний радиус внутренней орбиты, r 1 , из среднего радиуса внешней орбиты, r 2 . Расстояние между Землей (1 астрономическая единица от Солнца) и Венерой (0,72 а.е.) составляет 0,28 а.е. В таблице внизу статьи показано рассчитанное расстояние между каждой парой планет с использованием этого метода.
Хотя интуитивно кажется, что среднее расстояние между каждой точкой двух концентрических эллипсов будет разницей их радиусов, на самом деле эта разница определяет только среднее расстояние ближайших точек эллипсов. Действительно, когда Земля и Венера максимально сближаются, их расстояние составляет примерно 0,28 а.е. — ни одна другая планета не приближается к Земле ближе. Но так же часто две планеты находятся на максимальном расстоянии, когда Венера находится на стороне Солнца, противоположной Земле, 1. 72 а.е. далеко. Мы можем улучшить ошибочный расчет, усредняя расстояния самого близкого и самого дальнего сближения (в результате чего среднее расстояние между Землей и Венерой составляет 1 а.е.), но поиск истинного решения требует немного больше усилий.
Лучший подход
Для более точного определения среднего расстояния между планетами мы разработали метод точка-окружность. PCM рассматривает орбиты двух объектов как круговые, концентрические и компланарные. Для нашей Солнечной системы это довольно разумное предположение: восемь планет имеют среднее наклонение орбиты, равное 2.6° ± 2,2°, а средний эксцентриситет 0,06 ± 0,06. Объект на круговой орбите сохраняет постоянную скорость, а это означает, что в течение достаточно длительного периода времени он с одинаковой вероятностью будет находиться в любом положении на этой орбите. Мы рассматриваем положение планеты в любой момент времени как равномерное вероятностное распределение по окружности, определяемой средним радиусом орбиты, как показано на рисунке 1а. Таким образом, среднее расстояние между двумя планетами можно описать как среднее расстояние от каждой точки окружности c 2 , определяемой как r 2 , до каждой точки окружности c 1 , определяемой по р 1 .
Рис. 1. (a) Равномерное вероятностное распределение двух тел, обращающихся по круговой орбите, с радиусами орбит r 1 и r 2 . (b) Радиальная симметрия используется для упрощения среднего расстояния между распределениями.Из-за вращательной симметрии среднее расстояние d̅ от конкретной точки на c 2 до каждой точки на c 1 одинаково для любой другой точки, выбранной на c 2 9Следовательно, d̅ также эквивалентно среднему расстоянию от одной точки на c 2 до каждой точки на c 1 , как показано на рисунке 1b. Его можно определить, интегрируя расстояние между точками около c 1 , как упрощено в уравнении 1, которое определяет PCM:
d¯=2πr1+r2E2r1r2r1+r2
, где E ( x ) — эллиптический интеграл второго рода. Средние расстояния между парами планет, определенные с помощью ПКМ, включены в таблицу.Венера находится в среднем на расстоянии 1,14 а.е. от Земли, а Меркурий находится гораздо ближе на 1,04 а.е.
Из PCM мы заметили, что расстояние между двумя вращающимися телами минимально, когда минимальна внутренняя орбита. Это наблюдение приводит к тому, что мы называем вихревым следствием (названным в честь эпизода мультфильма «Рик и Морти »): для двух тел с примерно копланарными, концентрическими, круговыми орбитами среднее расстояние между двумя телами уменьшается по мере увеличения радиуса внутренней орбиты уменьшается. Из этого следствия и из таблицы видно, что Меркурий (средний радиус орбиты 0.39 а.е.), а не Венера (средний радиус 0,72 а.е.), в среднем является ближайшей планетой к Земле. На самом деле Меркурий даже самая близкая к Нептуну планета. (И да, к Плутону тоже: хотя следствие не так хорошо работает для карликовой планеты с наклонением ее орбиты 17° и эксцентриситетом 0,25, ее ближайшим соседом также является Меркурий.)
Проверка моделирования
Мы провели симуляцию, чтобы подтвердить вихревое следствие, используя библиотеку Python под названием PyEphem, чтобы нанести на карту положения всех восьми планет в Солнечной системе за 10 000 лет.Анимация, иллюстрирующая моделирование, показана на рисунке 2. Через каждые 24 часа моделирования программа записывает расстояния между каждой парой планет.
В таблице мы приводим средние измеренные расстояния за 10 тысячелетий и сравниваем их с результатами ПКМ и традиционным методом. Результаты моделирования отличаются от ошибочных цифр до 300 %, но они отклоняются от цифр PCM менее чем на 1 %. На рис. 3 результаты обоих методов сравниваются с моделированием среднего расстояния между Нептуном и семью другими планетами.
Рисунок 3. Метод точка-круг (синие точки) вычисляет среднее расстояние от Нептуна до семи других планет гораздо точнее, чем метод, используемый такими веб-сайтами, как The Planets (желтые). Значения сравниваются со значениями, полученными при моделировании солнечной системы за 10 000 лет. Авторы и права: Грег Стасевич и FlourishНасколько мы можем судить, никто не придумал такой концепции, как PCM, для сравнения орбит. При правильных предположениях PCM можно было бы использовать для быстрой оценки среднего расстояния между любым набором тел на орбите. Возможно, это может быть полезно для быстрой оценки ретрансляторов спутниковой связи, для которых мощность сигнала падает пропорционально квадрату расстояния. В любом случае, по крайней мере, теперь мы знаем, что Венера не является нашим ближайшим соседом и что Меркурий принадлежит всем.
Сравнение средних расстояний (в астрономических единицах) между планетами, полученных с помощью моделирования, метода точка-круг и обычного метода, используемого различными образовательными веб-сайтами. Результаты PCM намного ближе к результатам моделирования, правильно демонстрируя, что Меркурий является ближайшим соседом любой другой планеты.Том Стокман — кандидат наук в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH) и дипломированный научный сотрудник Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL). Габриэль Монро — инженер-исследователь в Центре инженерных исследований (ERDC) армии США. Сэмюэл Корднер — инженер-механик НАСА. Мнения, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения UAH, LANL, ERDC, НАСА или правительства США. Авторы хотели бы поблагодарить Майкла Бартона из a.я. решения, которые использовали астродинамическое программное обеспечение FreeFlyer для независимой проверки результатов моделирования; Эндрю Хитону из НАСА за подтверждение результатов и интересные идеи; и Полу Фабелю из Университета штата Миссисипи за ценные и интересные обсуждения по этому вопросу.
Юпитер – Planetary Sciences, Inc.
Изображение Юпитера. Предоставлено: NASAЮпитер, самая массивная планета в нашей солнечной системе — с десятками спутников и огромным магнитным полем — образует своего рода миниатюрную солнечную систему.Юпитер действительно напоминает звезду по составу, но он не стал достаточно большим, чтобы воспламениться. Закрученные полосы облаков на планете перемежаются мощными штормами, такими как Большое Красное Пятно, которое бушует уже сотни лет.
Внешний видЮпитера представляет собой гобелен красивых цветов и атмосферных особенностей. Большинство видимых облаков состоят из аммиака. Водяной пар существует глубоко внизу, и иногда его можно увидеть сквозь четкие пятна в облаках. «Полосы» планеты — это темные пояса и светлые зоны, созданные сильными восточно-западными ветрами в верхних слоях атмосферы Юпитера.
7 января 1610 года в свой примитивный телескоп астроном Галилео Галилей увидел четыре маленькие «звезды» вблизи Юпитера. Он открыл четыре крупнейших спутника Юпитера, которые теперь называются Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Эти четыре спутника известны сегодня как спутники Галилея.
Недавно открытые спутники Юпитера зарегистрированы астрономами и признаны Международным астрономическим союзом временным обозначением; как только их орбиты будут подтверждены, они будут включены в подсчет больших спутников Юпитера.Не считая «временных» спутников, у Юпитера всего 50.
Галилей был бы поражен тем, что мы узнали о Юпитере и его спутниках, в основном из миссии НАСА, названной в его честь. Ио — самое вулканически активное тело в нашей Солнечной системе. Ганимед — крупнейшая планетарная луна и единственная луна в Солнечной системе, которая, как известно, имеет собственное магнитное поле. Жидкий океан может лежать под замерзшей корой Европы, а ледяные океаны могут также лежать под корками Каллисто и Ганимеда.Внешний вид Юпитера представляет собой гобелен красивых цветов и атмосферных особенностей. Большинство видимых облаков состоят из аммиака. Водяной пар существует глубоко внизу, и иногда его можно увидеть сквозь четкие пятна в облаках. «Полосы» планеты — это темные пояса и светлые зоны, созданные сильными восточно-западными ветрами в верхних слоях атмосферы Юпитера. На Юпитере бушуют динамические штормовые системы. Большое Красное Пятно, гигантский вращающийся шторм, наблюдается с 1800-х годов. В последние годы три шторма объединились, чтобы сформировать Малое Красное Пятно, примерно вдвое меньше Большого Красного Пятна.
Состав атмосферы Юпитера подобен солнечному — в основном это водород и гелий. Глубоко в атмосфере давление и температура увеличиваются, сжимая газообразный водород в жидкость. На глубине около трети пути вниз водород становится металлическим и электропроводным. В этом металлическом слое мощное магнитное поле Юпитера генерируется электрическими токами, вызванными быстрым вращением Юпитера. В центре огромное давление может поддерживать твердое ядро породы размером с Землю.
Огромное магнитное поле Юпитера почти в 20 000 раз мощнее, чем у Земли. Внутри магнитосферы Юпитера (область, в которой силовые линии магнитного поля окружают планету от полюса до полюса) находятся рои заряженных частиц. Кольца и спутники Юпитера окружены интенсивным радиационным поясом электронов и ионов, захваченных магнитным полем. Магнитосфера Юпитера, состоящая из этих частиц и полей, раздувается на 1–3 миллиона км (от 600 000 до 2 миллионов миль) по направлению к Солнцу и сужается в хвост в форме ветроуказателя, простирающийся более чем на 1 миллиард км (600 миллионов миль) позади Юпитера до Орбита Сатурна.
Обнаруженные в 1979 году космическим кораблем НАСА «Вояджер-1», кольца Юпитера стали неожиданностью: сплющенное главное кольцо и внутреннее облачкоподобное кольцо, называемое ореолом, состоят из мелких темных частиц. Третье кольцо, известное как паутинное кольцо из-за его прозрачности, на самом деле представляет собой три кольца микроскопических обломков трех маленьких лун: Амальтеи, Фивы и Адрастеи. Данные космического корабля «Галилео» указывают на то, что система колец Юпитера может быть образована пылью, поднятой вверх, когда межпланетные метеороиды врезаются в четыре маленьких внутренних спутника планеты-гиганта.Основное кольцо, вероятно, состоит из материала с луны Метиды. Кольца Юпитера лучше видны при контровом свете Солнца, но они были захвачены снимками космического телескопа Хаббла.
В декабре 1995 года космический корабль НАСА «Галилео» сбросил в атмосферу Юпитера зонд, который произвел первые прямые измерения атмосферы планеты. Затем космический корабль начал многолетнее исследование Юпитера и крупнейших спутников. Когда Галилео начал свой 29-й виток, космический корабль Кассини-Гюйгенс приближался к Юпитеру для гравитационного маневра на пути к Сатурну.Два космических корабля производили одновременные наблюдения за магнитосферой, солнечным ветром, кольцами и полярными сияниями Юпитера.
В 2011 году НАСА запустило миссию «Юнона» для проведения углубленного изучения Юпитера с полярной орбиты. Юнона исследует химию Юпитера, атмосферу, внутреннюю структуру и магнитосферу.
На этом разрезе показана модель внутренней части Юпитера с каменистым ядром, покрытым глубоким слоем жидкого металлического водорода. Изображение НАСА. Крупный план клубящихся облаков вокруг Большого Красного Пятна Юпитера.НАСА
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
|
.