Detta är planeten närmast solen, så solen lyser på Merkurius och värms 7 gånger starkare än på jorden. På dagsidan av Merkurius är det fruktansvärt varmt, det finns ett evigt helvete. Mätningar visar att temperaturen där stiger till 400 grader över noll. Men på nattsidan bör det alltid vara en kraftig frost, som troligen når 200 minusgrader. Så, Merkurius är öknarnas rike. Ena hälften av den är en het stenöken, den andra hälften är en isig öken, kanske täckt med frusna gaser. Sammansättningen av den extremt sällsynta atmosfären av Merkurius inkluderar: Ar, Ne, He. Merkurius yta liknar månens yta till utseendet. När Merkurius är tillräckligt långt från solen kan den ses stå lågt vid horisonten. Merkurius är aldrig synlig på en mörk himmel. Det är bäst att observera det på kvällshimlen eller före gryningen. Merkurius har inga satelliter. 80 % av kvicksilverets massa finns i dess kärna, som huvudsakligen består av järn. Trycket på planetens yta är cirka 500 miljarder gånger lägre än det på jordens yta. Det visade sig också att Merkurius har ett svagt magnetfält, vars intensitet bara är 0,7 % av jordens. Merkurius tillhör de jordiska planeterna. I romersk mytologi, handelns gud.
Venus
Den andra planeten från solen har en nästan cirkulär bana. Den passerar närmare jorden än någon annan planet. Men den täta, molniga atmosfären låter dig inte direkt se dess yta. Atmosfär: CO 2 (97 %), N2 (ca 3 %), H 2 O (0,05 %), föroreningar CO, SO 2, HCl, HF. På grund av växthuseffekten värms yttemperaturen upp till hundratals grader. Atmosfären, som är ett tätt täcke av koldioxid, fångar upp värmen som kommer från solen. Detta leder till att atmosfärens temperatur är mycket högre än i ugnen. Radarbilder visar ett mycket brett utbud av kratrar, vulkaner och berg. Det finns flera mycket stora vulkaner, upp till 3 km höga. och hundratals kilometer bred. Utströmningen av lava på Venus tar mycket längre tid än på jorden. Yttrycket är cirka 107 Pa. Ytstenarna på Venus liknar i sammansättning terrestra sedimentära bergarter.
Att hitta Venus på himlen är lättare än någon annan planet. Dess täta moln reflekterar solljus väl, vilket gör planeten ljus på vår himmel. Var sjunde månad i flera veckor är Venus det ljusaste objektet på västhimlen på kvällen. Tre och en halv månad senare går den upp tre timmar före solen och blir den östliga himlens lysande "morgonstjärna". Venus kan observeras en timme efter solnedgången eller en timme före soluppgången. Venus har inga satelliter.
Jorden
.
.
är den tredje planeten från solen. Hastigheten för jordens cirkulation i en elliptisk bana runt solen är - 29,765 km / s. Lutningen av jordens axel mot ekliptikans plan är 66 o 33 "22". Jorden har en naturlig satellit -. Jorden har magnetiska och elektriska fält. Jorden bildades för 4,7 miljarder år sedan från gas-damm materia utspridda i protosolsystemet.domineras av: järn (34,6%), syre (29,5%), kisel (15,2%), magnesium (12,7%) Trycket i planetens mitt är 3,6 * 10 11 Pa, densiteten är ca. 12 500 kg / m 3, temperatur 5 000-6 000 o C. Största delen av ytan upptas av världshavet (361,1 miljoner km 2; 70,8%), land är 149,1 miljoner km 2 och bildar sex kontinenter och öar. Det reser sig över världens havsnivå med i genomsnitt 875 meter (den högsta höjden är 8848 meter - staden Chomolungma).Berg upptar 30% av landet, öknar täcker cirka 20% av landytan, savanner och lätta skogar - cirka 20% , skogar - cirka 30%, glaciärer - 10%. Havets genomsnittliga djup är cirka 3800 meter, det största - 11022 meter (Marian Trench in Stilla havet), vattenvolymen är 1370 miljoner km 3, den genomsnittliga salthalten är 35 g/l. Jordens atmosfär, vars totala massa är 5,15 * 10 15 ton, består av luft - en blandning av huvudsakligen kväve (78,1%) och syre (21%), resten är vattenånga, koldioxid, ädel och andra gaser. För cirka 3-3,5 miljarder år sedan, som ett resultat av materiens naturliga utveckling, uppstod liv på jorden och utvecklingen av biosfären började.
Mars
.
.
den fjärde planeten från solen, liknande jorden, men mindre och kallare. Mars har djupa kanjoner, jättevulkaner och stora öknar. Runt den röda planeten, som Mars också kallas, flyger två små månar: Phobos och Deimos. Mars är planeten bredvid jorden, om man räknar från solen, och den enda rymdvärlden, förutom månen, som redan kan nås med moderna raketer. För astronauter kan denna fyraåriga resa bli nästa gräns för rymdutforskning. Nära Mars ekvator, i regionen som kallas Tharsis, finns vulkaner av kolossala proportioner. Tarsis är namnet som astronomer gav till en kulle som har 400 km. bred och ca 10 km. i längd. Det finns fyra vulkaner på denna platå, som var och en helt enkelt är en jätte i jämförelse med vilken landvulkan som helst. Den mest storslagna vulkanen i Tarsis, Mount Olympus, reser sig över det omgivande området i 27 km. Ungefär två tredjedelar av Mars yta är ett bergsområde med ett stort antal nedslagskratrar och omgivet av skräp av hårda stenar. Nära vulkanerna i Tharsis ormar ett stort system av kanjoner som är ungefär en fjärdedel av ekvatorns långa. Mariner Valley är 600 km bred, och dess djup är sådant att Mount Everest skulle sjunka helt till sin botten. Skira klippor reser sig tusentals meter, från botten av dalen till platån ovanför. I antiken fanns det mycket vatten på Mars, stora floder strömmade på ytan av denna planet. Iskappor ligger på Mars syd- och nordpoler. Men denna is består inte av vatten, utan av frusen atmosfärisk koldioxid (den fryser vid en temperatur av -100 o C). Forskare tror att ytvatten lagras i form av isblock nedgrävda i marken, särskilt i polarområdena. Atmosfärisk sammansättning: CO2 (95%), N2 (2,5%), Ar (1,5 - 2%), CO (0,06%), H2O (upp till 0,1%); tryck nära ytan är 5-7 hPa. Totalt skickades ett 30-tal interplanetära rymdstationer till Mars.
Jupiter
- den största planeten.
.
- den femte planeten från solen, den största planeten i solsystemet. Jupiter är inte en solid planet. Till skillnad från de fyra fasta planeterna närmast solen är Jupiter en gasboll Atmosfärens sammansättning: H 2 (85 %), CH 4 , NH 3 , He (14 %). Jupiters gassammansättning är mycket lik solens. Jupiter är en kraftfull källa för termisk radioemission. Jupiter har 16 satelliter (Adrastea, Metis, Amalthea, Thebe, Io, Lysitea, Elara, Ananke, Karma, Pasiphe, Sinope, Europa, Ganymede, Callisto, Leda, Himalia), samt en 20 000 km bred ring, nästan nära intill till planeten. Jupiters rotationshastighet är så stor att planeten buktar ut längs ekvatorn. Dessutom orsakar en sådan snabb rotation mycket starka vindar i den övre atmosfären, där molnen sträcks ut i långa färgglada band. Det finns ett mycket stort antal virvelfläckar i Jupiters moln. Den största av dem, den så kallade stora röda fläcken, är större än jorden. Den stora röda fläcken är en enorm storm i Jupiters atmosfär som har observerats i 300 år. Inuti planeten, under enormt tryck, förvandlas väte från en gas till en vätska och sedan från en vätska till ett fast ämne. På 100 km djup. det finns ett stort hav av flytande väte. Under 17000 km. väte komprimeras så kraftigt att dess atomer förstörs. Och så börjar den bete sig som metall; i detta tillstånd leder den lätt elektricitet. En elektrisk ström som flyter i metalliskt väte skapar ett starkt magnetfält runt Jupiter.
Saturnus
.
.
den sjätte planeten från solen, har ett slående system av ringar. På grund av den snabba rotationen runt sin axel tycks Saturnus vara tillplattad vid polerna. Vindhastigheten vid ekvatorn når 1800 km/h. Saturnus ringar är 400 000 km breda, men de är bara några tiotals meter tjocka. De inre delarna av ringarna kretsar runt Saturnus snabbare än de yttre. Ringarna består till största delen av miljarder små partiklar, som var och en kretsar kring Saturnus som en separat mikroskopisk satellit. Förmodligen består dessa "mikrosatelliter" av vattenis eller stenar täckta med is. Deras storlek sträcker sig från några centimeter till tiotals meter. Det finns även större föremål i ringarna – stenblock och fragment upp till hundratals meter i diameter. Mellanrummen mellan ringarna uppstår under påverkan av gravitationskrafterna från sjutton månar (Hyperion, Mimas, Tethys, Titan, Enceladus, etc.), som gör att ringarna splittras. Atmosfärens sammansättning inkluderar: CH 4 , H 2 , He, NH 3 .
Uranus
.
är den sjunde planeten från solen. Den upptäcktes 1781 av den engelske astronomen William Herschel och fick sitt namn efter den grekiska himmelsguden Uranus. Uranus orientering i rymden skiljer sig från resten av solsystemets planeter - dess rotationsaxel ligger så att säga "på sin sida" i förhållande till planetens rotationsplan runt solen. Rotationsaxeln lutar i en vinkel på 98 o . Som ett resultat vänds planeten mot solen växelvis med nordpolen, sedan söderut, sedan ekvatorn och sedan de mellersta breddgraderna. Uranus har mer än 27 satelliter (Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Belinda, Pack, etc.) och ett system av ringar. I centrum av Uranus finns en kärna som består av sten och järn. Atmosfärens sammansättning inkluderar: H 2 , He, CH 4 (14%).
Neptunus
.
- dess bana skär med Plutos bana på vissa ställen. Ekvatorialdiametern är densamma som Uranus, även om Neptunus ligger 1627 miljoner km längre från Uranus (Uranus ligger 2869 miljoner km från solen). Baserat på dessa data kan vi dra slutsatsen att denna planet inte kunde märkas på 1600-talet. En av vetenskapens slående landvinningar, ett av bevisen på naturens obegränsade igenkännlighet var upptäckten av planeten Neptunus genom beräkningar - "på spetsen av en penna." Uranus - planeten efter Saturnus, som under många århundraden ansågs vara den mest avlägsna planeten, upptäcktes av V. Herschel i sena XVIII i. Uranus är knappt synlig för blotta ögat. På 40-talet av XIX-talet. noggranna observationer har visat att Uranus knappt avviker från den väg den borde följa, med tanke på störningarna från alla kända planeter. Således sattes teorin om himlakropparnas rörelse, så rigorös och exakt, på prov. Le Verrier (i Frankrike) och Adams (i England) föreslog att om störningar från de kända planeterna inte förklarar avvikelsen i Uranus rörelse, betyder det att attraktionen från en ännu okänd kropp verkar på den. De beräknade nästan samtidigt var bakom Uranus det skulle finnas en okänd kropp som producerar dessa avvikelser genom sin attraktion. De beräknade den okända planetens omloppsbana, dess massa och angav platsen på himlen där den okända planeten skulle ha befunnit sig vid den givna tiden. Denna planet hittades i ett teleskop på den plats som angavs av dem 1846. Den kallades Neptunus. Neptunus är inte synlig för blotta ögat. På denna planet blåser vindar med hastigheter upp till 2400 km / h, riktade mot planetens rotation. Dessa är de starkaste vindarna i solsystemet.
Atmosfärisk sammansättning: H 2 , He, CH 4 . Den har 6 satelliter (en av dem är Triton).
Neptunus är havens gud i romersk mytologi.
Planeterna i solsystemet, som du kan se av beskrivningarna, är alla olika varandra. Forskare hittar också planeter runt andra stjärnor, de kallas exoplaneter.
Källor:
www.kosmos19.narod.ru
www.ggreen.chat.ru
http://en.wikipedia.org
Vilket är det solsystem vi lever i? Svaret kommer att vara följande: det här är vår centrala stjärna, solen och alla kosmiska kroppar som kretsar runt den. Dessa är stora och små planeter, såväl som deras satelliter, kometer, asteroider, gaser och kosmiskt stoft.
Namnet på solsystemet gavs av namnet på dess stjärna. I vid bemärkelse förstås "sol" ofta som vilket stjärnsystem som helst.
Hur uppstod solsystemet?
Enligt forskare bildades solsystemet av ett gigantiskt interstellärt moln av damm och gaser på grund av gravitationskollaps i en separat del av det. Som ett resultat bildades en protostjärna i mitten och förvandlades sedan till en stjärna - solen och en enorm protoplanetarisk skiva, från vilken alla komponenterna i solsystemet som anges ovan bildades senare. Processen tros ha börjat för cirka 4,6 miljarder år sedan. Denna hypotes har kallats den nebulära. Tack vare Emmanuel Swedenborg, Immanuel Kant och Pierre-Simon Laplace, som föreslog det redan på 1700-talet, blev det så småningom allmänt accepterat, men under loppet av många decennier förfinades det, nya data introducerades i det, med hänsyn tagen till kunskap om moderna vetenskaper. Så det antas att på grund av ökningen och intensifieringen av kollisioner av partiklar med varandra växte objektets temperatur, och efter att den nådde ett värde på flera tusen kelvin fick protostjärnan en glöd. När temperaturindikatorn nådde miljontals kelvin började en termonukleär fusionsreaktion i centrum av den framtida solen - omvandlingen av väte till helium. Det blev en stjärna.
Solen och dess egenskaper
Våra ljusforskare hänvisar till typen av gula dvärgar (G2V) enligt spektralklassificeringen. Detta är den stjärna som ligger närmast oss, dess ljus når planetens yta på bara 8,31 sekunder. Från jorden verkar strålningen ha en gul nyans, även om den i verkligheten är nästan vit.
Huvudkomponenterna i vår armatur är helium och väte. Dessutom, tack vare spektralanalys, fann man att järn, neon, krom, kalcium, kol, magnesium, svavel, kisel och kväve finns på solen. Tack vare den termonukleära reaktionen som kontinuerligt pågår i dess djup får allt liv på jorden den nödvändiga energin. Solljus är en integrerad del av fotosyntesen, som producerar syre. Utan solljus skulle det vara omöjligt, därför kunde en atmosfär lämplig för en proteinlivsform inte bildas.
Merkurius
Detta är den planet som ligger närmast vår sol. Tillsammans med jorden, Venus och Mars tillhör den planeterna i den så kallade terrestra gruppen. Merkurius fick sitt namn på grund av den höga rörelsehastigheten, som, enligt myter, utmärkte den forntida guden med flottfot. Merkuriusåret är 88 dagar.
Planeten är liten, dess radie är bara 2439,7 och den är mindre i storlek än några av de stora satelliterna på jätteplaneterna Ganymedes och Titan. Men till skillnad från dem är Merkurius ganska tung (3,3 10 23 kg), och dess densitet är bara något efter jordens. Detta beror på närvaron av en tung tät kärna av järn i planeten.
Det finns inga årstider på planeten. Dess ökenyta liknar månens. Den är också täckt av kratrar, men ännu mindre beboelig. Så på dagsidan av Merkurius når temperaturen +510 °C och på nattsidan -210 °C. Det är de skarpaste fallen i hela solsystemet. Planetens atmosfär är mycket tunn och sällsynt.
Venus
Denna planet, uppkallad efter den antika grekiska kärleksgudinnan, är mer lik jorden än andra i solsystemet när det gäller dess fysiska parametrar - massa, densitet, storlek, volym. Under lång tid ansågs de vara tvillingplaneter, men med tiden visade det sig att skillnaderna är enorma. Så, Venus har inga satelliter alls. Dess atmosfär består av nästan 98 % koldioxid, och trycket på planetens yta överstiger jordens med 92 gånger! Moln ovanför planetens yta, bestående av svavelsyraånga, skingras aldrig, och temperaturen här når +434 °C. Sura regn faller på planeten, åskväder rasar. Det är hög vulkanisk aktivitet här. Liv, enligt vår förståelse, kan inte existera på Venus, dessutom kan nedstigningsfarkoster inte motstå en sådan atmosfär under lång tid.
Denna planet är tydligt synlig på natthimlen. Detta är det tredje ljusaste föremålet för en jordisk observatör, det lyser med vitt ljus och överträffar alla stjärnor i ljusstyrka. Avståndet till solen är 108 miljoner km. Den fullbordar ett varv runt solen på 224 jorddagar och runt sin egen axel - år 243.
Jorden och Mars
Dessa är de sista planeterna i den så kallade markbundna gruppen, vars representanter kännetecknas av närvaron av en fast yta. I sin struktur särskiljs kärnan, manteln och skorpan (bara Merkurius har det inte).
Mars har en massa som är lika med 10 % av jordens massa, vilket i sin tur är 5,9726 10 24 kg. Dess diameter är 6780 km, nästan hälften av vår planets diameter. Mars är den sjunde största planeten i solsystemet. Till skillnad från jorden, som har 71 % av sin yta täckt av hav, är Mars helt torrt land. Vatten har bevarats under planetens yta i form av en massiv inlandsis. Dess yta har en rödaktig nyans på grund av det höga innehållet av järnoxid i form av maghemit.
Atmosfären på Mars är mycket sällsynt, och trycket på planetens yta är 160 gånger mindre än vi är vana vid. På planetens yta finns nedslagskratrar, vulkaner, sänkor, öknar och dalar, och vid polerna finns iskappor, precis som på jorden.
Marsdagen är något längre än jordens dag, och året är 668,6 dagar. Till skillnad från jorden, som har en måne, har planeten två oregelbundna satelliter - Phobos och Deimos. Båda, liksom månen till jorden, vänds ständigt till Mars vid samma sida. Phobos närmar sig gradvis ytan på sin planet, rör sig i en spiral, och kommer sannolikt så småningom att falla på den eller falla isär. Deimos, å andra sidan, rör sig gradvis bort från Mars och kan lämna sin omloppsbana inom en avlägsen framtid.
Mellan Mars banor och nästa planet, Jupiter, finns ett asteroidbälte som består av små himlakroppar.
Jupiter och Saturnus
Vilken planet är störst? Det finns fyra gasjättar i solsystemet: Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Jupiter är den största av dem. Dess atmosfär är, liksom solens, till övervägande del väte. Den femte planeten, uppkallad efter åskguden, har en medelradie på 69 911 km och en massa som överstiger jordens med 318 gånger. Planetens magnetfält är 12 gånger starkare än jordens. Dess yta är dold under ogenomskinliga moln. Hittills har forskare svårt att säga exakt vilka processer som kan inträffa under denna täta slöja. Det antas att det på Jupiters yta finns ett kokande vätehav. Astronomer anser att denna planet är en "misslyckad stjärna" på grund av vissa likheter i deras parametrar.
Jupiter har 39 satelliter, varav 4 - Io, Europa, Ganymedes och Callisto - upptäcktes av Galileo.
Saturnus är något mindre än Jupiter, den är den näst största bland planeterna. Detta är den sjätte, nästa planet, som också består av väte med heliumföroreningar, en liten mängd ammoniak, metan, vatten. Här rasar orkaner, vars hastighet kan nå 1800 km/h! Saturnus magnetfält är inte lika starkt som Jupiters, men starkare än jordens. Både Jupiter och Saturnus är något tillplattade vid polerna på grund av rotation. Saturnus är 95 gånger tyngre än jorden, men dess densitet är mindre än vatten. Det är den minst täta himlakroppen i vårt system.
Ett år på Saturnus varar 29,4 jorddagar, en dag är 10 timmar 42 minuter. (Jupiter har ett år - 11,86 jorden, en dag - 9 timmar 56 minuter). Den har ett system av ringar som består av fasta partiklar av olika storlekar. Förmodligen kan dessa vara resterna av planetens kollapsade satellit. Totalt har Saturnus 62 satelliter.
Uranus och Neptunus är de sista planeterna
Den sjunde planeten i solsystemet är Uranus. Det är 2,9 miljarder km från solen. Uranus är den tredje största bland solsystemets planeter (genomsnittlig radie - 25 362 km) och den fjärde största (överstiger jorden med 14,6 gånger). Ett år här varar 84 jordtimmar, en dag - 17,5 timmar. I atmosfären på denna planet, förutom väte och helium, upptas en betydande volym av metan. Därför, för en jordisk observatör, har Uranus en ljusblå färg.
Uranus är den kallaste planeten i solsystemet. Temperaturen i dess atmosfär är unik: -224 °C. Varför Uranus har en lägre temperatur än planeter längre bort från solen är okänt för forskarna.
Denna planet har 27 månar. Uranus har tunna, platta ringar.
Neptunus, den åttonde planeten från solen, rankas på fjärde plats i storlek (genomsnittlig radie - 24 622 km) och tredje i massa (17 jorden). För en gasjätte är den relativt liten (endast fyra gånger mer jord). Dess atmosfär består också huvudsakligen av väte, helium och metan. Gasmoln i dess övre lager rör sig med rekordhastighet, den högsta i solsystemet - 2000 km/h! Vissa forskare tror att under planetens yta, under tjockleken av frusna gaser och vatten, gömd i sin tur av atmosfären, kan en solid stenkärna gömma sig.
Dessa två planeter är nära i sammansättning, och därför klassificeras de ibland som en separat kategori - isjättar.
Mindre planeter
Små planeter kallas himlakroppar, som också rör sig runt solen i sina egna banor, men skiljer sig från andra planeter i obetydliga storlekar. Tidigare ingick endast asteroider i dem, men på senare tid, nämligen sedan 2006, tillhör Pluto, som tidigare ingick i listan över planeter i solsystemet och var den sista, tionde. Detta beror på förändringar i terminologin. Således inkluderar de mindre planeterna nu inte bara asteroider, utan även dvärgplaneter - Eris, Ceres, Makemake. De fick namnet plutoider efter Pluto. Banorna för alla kända dvärgplaneter ligger bortom Neptunus omloppsbana, i det så kallade Kuiperbältet, som är mycket bredare och mer massivt än asteroidbältet. Även om deras natur, som forskare tror, är densamma: det är det "oanvända" materialet som finns kvar efter bildandet av solsystemet. Vissa forskare har föreslagit att asteroidbältet är skräpet från den nionde planeten Phaeton, som dog till följd av en global katastrof.
Pluto är känt för att huvudsakligen bestå av is och fast sten. Huvudkomponenten i dess inlandsis är kväve. Dess stolpar är täckta av evig snö.
Detta är ordningen för solsystemets planeter, enligt moderna idéer.
Parad av planeter. Typer av parader
Detta är ett mycket intressant fenomen för den som är intresserad av astronomi. Det är vanligt att kalla en parad av planeter en sådan position i solsystemet, när några av dem, som kontinuerligt rör sig längs sina banor, under en kort tid intar en viss position för en jordisk observatör, som om de ställer sig längs en linje.
Den synliga paraden av planeter i astronomi är en speciell position för de fem ljusaste planeterna i solsystemet för människor som ser dem från jorden - Merkurius, Venus, Mars, såväl som två jättar - Jupiter och Saturnus. Vid denna tidpunkt är avståndet mellan dem relativt litet och de är tydligt synliga i en liten del av himlen.
Det finns två typer av parader. En stor sådan är dess utseende när fem himlakroppar radas upp i en rad. Liten - när de bara är fyra. Dessa fenomen kan vara synliga eller osynliga från olika delar av jordklotet. Samtidigt är en stor parad ganska sällsynt – en gång med några decennier. Den lilla kan observeras en gång med några års mellanrum, och den så kallade miniparaden, där endast tre planeter deltar, är nästan varje år.
Intressanta fakta om vårt planetsystem
Venus, den enda av alla större planeter i solsystemet, roterar runt sin axel i motsatt riktning mot sin rotation runt solen.
Det högsta berget på solsystemets stora planeter är Olympus (21,2 km, diameter - 540 km), en utdöd vulkan på Mars. För inte så länge sedan, på den största asteroiden i vårt stjärnsystem, Vesta, upptäcktes en topp som något överstiger Olympus när det gäller parametrar. Kanske är det den högsta i solsystemet.
Jupiters fyra galileiska månar är de största i solsystemet.
Förutom Saturnus har alla gasjättar, några asteroider och Saturnus måne Rhea ringar.
Vilket system av stjärnor är närmast oss? Solsystemet ligger närmast trippelstjärnan Alpha Centauris stjärnsystem (4,36 ljusår). Det antas att planeter som liknar jorden kan existera i den.
Till barn om planeter
Hur förklarar man för barn vad solsystemet är? Hennes modell, som kan göras med barnen, kommer att hjälpa till här. För att skapa planeter kan du använda plasticine eller färdiga plastkulor (gummi) som visas nedan. Samtidigt är det nödvändigt att observera förhållandet mellan storlekarna på "planeterna", så att modellen av solsystemet verkligen hjälper till att bilda de korrekta idéerna om rymden hos barn.
Du behöver också tandpetare som håller våra himlakroppar, och som bakgrund kan du använda ett mörkt ark kartong med små prickar som imiterar stjärnor som målats på med färg. Med hjälp av en sådan interaktiv leksak blir det lättare för barn att förstå vad solsystemet är.
Framtiden för solsystemet
Artikeln beskrev i detalj vad solsystemet är. Trots sin till synes stabilitet utvecklas vår sol, precis som allt i naturen, men denna process, enligt våra standarder, är väldigt lång. Tillgången på vätebränsle i dess tarmar är enorm, men inte oändlig. Så enligt forskarnas hypoteser kommer det att sluta om 6,4 miljarder år. När den brinner ut kommer solkärnan att bli tätare och hetare, och stjärnans yttre skal blir bredare och bredare. Stjärnans ljusstyrka kommer också att öka. Det antas att om 3,5 miljarder år, på grund av detta, kommer klimatet på jorden att likna Venusian, och livet på det i vanlig mening för oss kommer inte längre att vara möjligt. Det kommer inte att finnas något vatten kvar alls, under påverkan av höga temperaturer kommer det att avdunsta ut i rymden. Därefter, enligt forskare, kommer jorden att absorberas av solen och lösas upp i dess djup.
Utsikterna är inte särskilt ljusa. Men framstegen står inte stilla, och kanske vid den tidpunkten kommer ny teknik att göra det möjligt för mänskligheten att bemästra andra planeter, över vilka andra solar lyser. När allt kommer omkring, hur många "solsystem" i världen, vet forskarna ännu inte. Det finns förmodligen otaliga av dem, och bland dem är det fullt möjligt att hitta en lämplig för mänsklig bostad. Vilket "solsystem" som blir vårt nya hem är inte så viktigt. Den mänskliga civilisationen kommer att bevaras, och ytterligare en sida kommer att börja i dess historia...
Snabbt svar: 8 planeter.
Solsystemet är ett planetsystem som inkluderar den centrala stjärnan, som är solen, samt alla andra naturliga rymdobjekt, som i sin tur kretsar runt solen.
Intressant nog faller det mesta av hela solsystemets massa på sig själv, medan resten faller på 8 planeter. Ja, ja, det finns 8 planeter i solsystemet, inte 9, som vissa tror. Varför tror de så? En av anledningarna är att de misstar solen för en annan planet, men i själva verket är det den enda stjärnan som är en del av solsystemet. Men i själva verket är allt enklare - Pluto brukade betraktas som en planet, men nu anses den vara en dvärgplanet.
Låt oss börja genomgången av planeterna, börja med den närmast solen.
Merkurius
Denna planet fick sitt namn efter den antika romerska handelsguden - den snabbfotade Merkurius. Faktum är att den rör sig mycket snabbare än andra planeter.
Merkurius kretsar helt runt solen på 88 jorddagar, medan varaktigheten av en siderisk dag på Merkurius är 58,65 jorddagar.
Relativt lite är känt om planeten, och en av anledningarna är att Merkurius är för nära solen.
Venus
Venus är den andra så kallade inre planeten i solsystemet, som fick sitt namn efter kärleksgudinnan Venus. Det är värt att notera att detta är den enda planeten som fick sitt namn för att hedra en kvinnlig gudom, och inte en manlig.
Venus är mycket lik jorden, inte bara i storlek, utan också i sammansättning och till och med gravitation.
Man tror att det en gång på Venus fanns många hav, liknande de vi har. Men för en tid sedan värmdes planeten upp så mycket att allt vatten förångades och bara lämnade kvar stenar. Vattenånga fördes ut i rymden.
Jorden
Den tredje planeten är jorden. Det är den största planeten bland de jordiska planeterna.
Den bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan, varefter den nästan omedelbart fick sällskap av sin enda satellit, som är månen. Man tror att livet på jorden dök upp för cirka 3,9 miljarder år sedan, och med tiden började dess biosfär att förändras i bättre sida, vilket gjorde det möjligt att bilda ozonskiktet, öka tillväxten av aeroba organismer, etc. Allt detta, bland annat, gör att vi kan existera även nu.
Mars
Mars stänger de fyra jordiska planeterna. Planeten är uppkallad efter den antika romerska krigsguden Mars. Denna planet kallas också röd eftersom dess yta har en rödaktig nyans på grund av järnoxid.
Mars har ett yttryck som är 160 gånger lägre än jordens. På ytan finns kratrar som liknar de som kan observeras på månen. Det finns också vulkaner, öknar, dalar och till och med iskappor.
Mars har två månar: Deimos och Phobos.
Jupiter
Det är den femte planeten från solen och den första bland de jättelika planeterna. Förresten, den största i solsystemet, som fick sitt namn för att hedra den antika romerska högsta åskguden.
Jupiter har varit känd under lång tid, vilket återspeglas i gamla myter och legender. Den har ett mycket stort antal satelliter - 67 för att vara exakt. Intressant nog upptäcktes några av dem för flera århundraden sedan. Så Galileo Galilei upptäckte själv 4 satelliter 1610.
Jupiter kan ibland ses med blotta ögat, vilket var fallet 2010.
Saturnus
Saturnus är den näst största planeten i solsystemet. Den fick sitt namn efter den romerska guden för jordbruk.
Det är känt att Saturnus består av väte med tecken på vatten, helium, ammoniak, metan och andra. tunga element. En ovanlig vindhastighet har märkts på planeten - cirka 1800 kilometer i timmen.
Saturnus har synliga ringar som mestadels är is, damm och andra element. Saturnus har också 63 månar, varav en, Titan, överträffar även Merkurius i storlek.
Uranus
Den sjunde planeten i termer av avstånd från solen. Den upptäcktes relativt nyligen (1781) av William Herschel och fick sitt namn efter himmelguden.
Uranus är den första planeten som upptäckts med ett teleskop mellan medeltiden och modern tid. Intressant nog, trots att planeten ibland kan ses med blotta ögat, före upptäckten, trodde man allmänt att det var en svag stjärna.
Uranus har mycket is, men det finns inget metalliskt väte. Atmosfären på planeten består av helium och väte, samt metan.
Uranus har ett komplext system av ringar, den har också 27 satelliter samtidigt.
Neptunus
Äntligen har vi nått den åttonde och sista planeten i solsystemet. Planeten är uppkallad efter den romerska havsguden.
Neptunus upptäcktes 1846, och intressant nog inte med hjälp av observationer, utan tack vare matematiska beräkningar. Till en början upptäcktes bara en av dess satelliter, även om de återstående 13 inte var kända förrän på 1900-talet.
Neptunus atmosfär består av väte, helium och möjligen kväve. Här rasar de starkaste vindarna, vars hastighet når fantastiska 2100 km/h. I den övre atmosfären är temperaturen cirka 220°C.
Neptunus har ett underutvecklat ringsystem.
Vårt hem i rymden är solsystemet, ett stjärnsystem som består av åtta planeter och en del av Vintergatans galax. I mitten finns en stjärna som kallas solen. Solsystemet är fyra och en halv miljard år gammalt. Vi bor på den tredje planeten från solen. Känner du till andra planeter i solsystemet? Nu ska vi berätta lite om dem.
Merkuriusär den minsta planeten i solsystemet. Dess radie är 2440 km. Rotationsperioden runt solen är 88 jorddagar. Under denna tid hinner Merkurius genomföra ett varv runt sin egen axel bara en och en halv gång. En dag på Merkurius varar ungefär 59 jorddagar. Merkurius omloppsbana är en av de mest instabila: inte bara rörelsehastigheten och dess avstånd från solen förändras där, utan också själva positionen. Det finns inga satelliter.
Neptunusär den åttonde planeten i solsystemet. Det är tillräckligt nära Uranus. Planetens radie är 24547 km. Ett år på Neptunus är lika med 60190 dagar, det vill säga någonstans runt 164 jordår. Har 14 satelliter. Den har en atmosfär där den starkaste vinden registreras - upp till 260 m / s.
Förresten, Neptunus upptäcktes inte med hjälp av observationer, utan genom matematiska beräkningar.
Uranusär den sjunde planeten i solsystemet. Radie - 25267 km. Den kallaste planeten har en yttemperatur på -224 grader. Ett år på Uranus är lika med 30 685 jorddagar, det vill säga ungefär 84 år. Dag - 17 timmar. Har 27 satelliter.
Saturnusär den sjätte planeten i solsystemet. Planetens radie är 57350 km. Det är den näst största efter Jupiter. Ett år på Saturnus är lika med 10759 dagar, vilket är nästan 30 jordår. En dag på Saturnus är nästan lika med en dag på Jupiter - 10,5 jordtimmar. Mest lik solen i sammansättningen av kemiska grundämnen.
Har 62 satelliter.
Huvuddraget hos Saturnus är dess ringar. Deras ursprung har ännu inte fastställts.
Jupiterär den femte planeten från solen. Det är den största planeten i solsystemet. Jupiters radie är 69912 km. Detta är redan 19 gånger större än jorden. Ett år där varar så mycket som 4333 jorddagar, det vill säga nästan ofullständiga 12 år. En dag har en varaktighet på cirka 10 jordtimmar.
Jupiter har 67 månar. De största av dem är Callisto, Ganymedes, Io och Europa. Samtidigt är Ganymedes 8% större än Merkurius, den minsta planeten i vårt system, och har en atmosfär.
Marsär den fjärde planeten i solsystemet. Dess radie är 3390 km, vilket är nästan dubbelt mindre än jorden. Ett år på Mars är 687 jorddagar. Den har 2 satelliter - Phobos och Deimos.
Atmosfären på planeten är sällsynt. Vattnet som finns på vissa delar av ytan tyder på att något slags primitivt liv på Mars var en gång tidigare eller till och med existerar nu.
Venusär den andra planeten i solsystemet. Den liknar jordens massa och radie. Det finns inga satelliter.
Atmosfären på Venus består nästan helt av koldioxid. Andelen koldioxid i atmosfären är 96 %, kväve är cirka 4 %. Vattenånga och syre finns också, men i mycket små mängder. På grund av det faktum att en sådan atmosfär skapar en växthuseffekt, når temperaturen på planetens yta 475 ° C. En dag på Venus är lika med 243 jorddagar. Ett år på Venus är 255 dagar.
Plutoär en dvärgplanet vid kanterna av solsystemet, som är det dominerande objektet i ett avlägset system av 6 små kosmiska kroppar. Planetens radie är 1195 km. Rotationsperioden för Pluto runt solen är cirka 248 jordår. En dag på Pluto är 152 timmar. Planetens massa är ungefär 0,0025 av jordens massa.
Det är anmärkningsvärt att Pluto uteslöts från kategorin planeter 2006 på grund av att det i Kuiperbältet finns föremål som är större eller lika stora som Pluto, vilket är anledningen till att även om det tas som ett fullfjädrat planet, då är det i det här fallet nödvändigt att lägga till Eris i denna kategori - den har nästan samma storlek som Pluto.
SOLSYSTEM
Solen och himlakropparna som kretsar runt den - 9 planeter, mer än 63 satelliter, fyra ringar av jätteplaneter, tiotusentals asteroider, en myriad av meteoroider som sträcker sig i storlek från stenblock till dammpartiklar, såväl som miljontals kometer. I utrymmet mellan dem rörliga partiklar av solvinden - elektroner och protoner. Hela solsystemet har ännu inte utforskats: till exempel har de flesta planeterna och deras satelliter bara undersökts kort från förbiflygande banor, bara en halvklot av Merkurius har fotograferats och det har ännu inte gjorts expeditioner till Pluto. Men ändå, med hjälp av teleskop och rymdsonder, har en hel del viktig data redan samlats in.
Nästan hela solsystemets massa (99,87%) är koncentrerad i solen. Storleken på solen överstiger också avsevärt alla planeter i dess system: till och med Jupiter, som är 11 gånger större än jorden, har en radie som är 10 gånger mindre än solen. Solen är en vanlig stjärna som lyser av sig själv på grund av den höga yttemperaturen. Planeterna däremot lyser av reflekterat solljus (albedo) eftersom de själva är ganska kalla. De är i följande ordning från solen: Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus och Pluto. Avstånd i solsystemet mäts vanligtvis i enheter av jordens medelavstånd från solen, kallad den astronomiska enheten (1 AU = 149,6 miljoner km). Till exempel är det genomsnittliga avståndet för Pluto från solen 39 AU, men ibland tas det bort med 49 AU. Det är känt att kometer flyger iväg vid 50 000 AU. Avståndet från jorden till närmaste stjärna en kentaur är 272 000 AU, eller 4,3 ljusår (dvs ljus som rör sig med en hastighet av 299 793 km/s reser detta avstånd på 4,3 år). Som jämförelse färdas ljus från solen till jorden på 8 minuter och till Pluto på 6 timmar.
Planeterna kretsar runt solen i nästan cirkulära banor som ligger ungefär i samma plan, i motsols riktning, sett från jordens nordpol. Jordens omloppsplan (ekliptikans plan) ligger nära medianplanet för planeternas banor. Det är därför synliga stigar planeter, solen och månen på himlen passerar nära ekliptikans linje, och de själva är alltid synliga mot bakgrunden av zodiakens stjärnbilder. Orbitallutningar mäts från ekliptikans plan. Lutningsvinklar mindre än 90° motsvarar rörelse framåt (moturs) och vinklar större än 90° motsvarar rörelse bakåt. Alla planeterna i solsystemet rör sig i riktning framåt; Pluto har den högsta orbitallutningen (17°). Många kometer rör sig i motsatt riktning, till exempel är Halleys komets omloppsvinkel 162°. Banorna för alla kroppar i solsystemet är mycket nära ellipser. Storleken och formen på en elliptisk bana kännetecknas av ellipsens halvstora axel (det genomsnittliga avståndet för planeten från solen) och excentriciteten, som varierar från e = 0 för cirkulära banor till e = 1 för extremt långsträckta banor. ettor. Den punkt i omloppsbanan som är närmast solen kallas perihel, och den längsta punkten kallas aphelion.
se även ORBIT ; KONISKA SEKTIONER . Ur en jordisk observatörs synvinkel är solsystemets planeter uppdelade i två grupper. Merkurius och Venus, som är närmare solen än jorden, kallas de nedre (inre) planeterna, och de mer avlägsna (från Mars till Pluto) kallas de övre (externa). De lägre planeterna har en begränsande vinkel för borttagning från solen: 28° för Merkurius och 47° för Venus. När en sådan planet är så långt som möjligt väster (öster) om solen, sägs den ha sin största västliga (östliga) förlängning. När en underlägsen planet ses direkt framför solen, sägs den vara i underlägsen konjunktion; när direkt bakom solen - i överlägsen konjunktion. Liksom månen passerar dessa planeter genom alla faser av belysning av solen under synodperioden Ps, den tid det tar för planeten att återgå till sin ursprungliga position i förhållande till solen från en jordisk observatörs synvinkel. Den sanna omloppsperioden för en planet (P) kallas siderisk. För de lägre planeterna är dessa perioder relaterade till förhållandet:
1/Ps = 1/P - 1/Po där Po är jordens omloppsperiod. För de övre planeterna har detta förhållande en annan form: 1/Ps = 1/Po - 1/P De övre planeterna kännetecknas av ett begränsat antal faser. Den maximala fasvinkeln (sol-planet-jord) är 47° för Mars, 12° för Jupiter och 6° för Saturnus. När den övre planeten är synlig bakom solen, är den i konjunktion, och när den är i motsatt riktning mot solen, är den i opposition. En planet som observeras på ett vinkelavstånd av 90° från solen är i kvadratur (öster eller väster). Asteroidbältet, som passerar mellan Mars och Jupiters banor, delar upp solens planetsystem i två grupper. Inuti den finns de jordiska planeterna (Mercury, Venus, Jorden och Mars), liknande i att de är små, steniga och ganska täta kroppar: deras genomsnittliga densitet är från 3,9 till 5,5 g / cm3. De roterar relativt långsamt runt sina axlar, saknar ringar och har få naturliga satelliter: Jordens måne och Mars Phobos och Deimos. Utanför asteroidbältet finns jätteplaneterna: Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. De kännetecknas av stora radier, låg densitet (0,7-1,8 g/cm3) och djupa atmosfärer rika på väte och helium. Jupiter, Saturnus och möjligen andra jättar har ingen fast yta. Alla roterar snabbt, har många satelliter och är omgivna av ringar. Den avlägsna lilla Pluto och de stora satelliterna på jätteplaneterna liknar på många sätt de terrestra planeterna. Forntida människor kände till planeterna som var synliga för blotta ögat, d.v.s. alla interna och externa upp till Saturnus. V. Herschel upptäckte Uranus 1781. Den första asteroiden upptäcktes av J. Piazzi 1801. Genom att analysera avvikelser i Uranus rörelse upptäckte W. Le Verrier och J. Adams teoretiskt Neptunus; på den beräknade platsen upptäcktes den av I. Galle 1846. Den mest avlägsna planeten - Pluto - upptäcktes 1930 av K. Tombo som ett resultat av ett långt sökande efter en icke-neptunisk planet organiserad av P. Lovell. Fyra stora Jupiters satelliter upptäcktes av Galileo 1610. Sedan dess har man med hjälp av teleskop och rymdsonder hittat många satelliter för alla yttre planeter. H. Huygens konstaterade 1656 att Saturnus är omgiven av en ring. Uranus mörka ringar upptäcktes från jorden 1977 när man observerade ockultationen av en stjärna. Jupiters genomskinliga stenringar upptäcktes 1979 av den interplanetära sonden Voyager 1. Sedan 1983, vid ögonblicken av ockultationen av stjärnorna, har tecken på inhomogena ringar noterats nära Neptunus; 1989 sändes en bild av dessa ringar av Voyager 2.
se även
ASTRONOMI OCH ASTROFYSIK;
ZODIAKEN;
RYMDSOND ;
HIMLA Sfär.
SOL
Solen ligger i mitten av solsystemet - en typisk enkelstjärna med en radie på cirka 700 000 km och en massa på 2 * 10 30 kg. Temperaturen på solens synliga yta - fotosfären - ca. 5800 K. Gasdensiteten i fotosfären är tusentals gånger mindre än densiteten för luft nära jordens yta. Inuti solen ökar temperatur, densitet och tryck med djupet och når 16 miljoner K, 160 g/cm3 respektive 3,5*10 11 bar i mitten (lufttrycket i rummet är ca 1 bar). Under påverkan av hög temperatur i solens kärna omvandlas väte till helium med frigörandet av en stor mängd värme; detta hindrar solen från att kollapsa under sin egen gravitation. Energin som frigörs i kärnan lämnar solen huvudsakligen i form av fotosfärstrålning med en effekt på 3,86 * 10 26 W. Med sådan intensitet har solen sänt ut i 4,6 miljarder år, efter att ha omvandlat 4% av sitt väte till helium under denna tid; samtidigt förvandlades 0,03 % av solens massa till energi. Modeller av stjärnutveckling indikerar att solen nu är mitt i sitt liv (se även KÄRNFUSION). För att bestämma mängden av olika kemiska grundämnen på solen, studerar astronomer absorptions- och emissionslinjerna i solljusets spektrum. Absorptionslinjer är mörka luckor i spektrumet, som indikerar frånvaron av fotoner med en given frekvens i det, absorberade av en viss kemiskt element. Emissionslinjer, eller emissionslinjer, är de ljusare delarna av spektrumet, vilket indikerar ett överskott av fotoner som emitteras av ett kemiskt element. Frekvensen (våglängden) av en spektrallinje indikerar vilken atom eller molekyl som är ansvarig för dess förekomst; linjens kontrast indikerar mängden ljusavgivande eller absorberande ämne; linjens bredd gör det möjligt att bedöma dess temperatur och tryck. Studiet av solens tunna (500 km) fotosfär gör det möjligt att uppskatta den kemiska sammansättningen av dess inre, eftersom solens yttre regioner är väl blandade genom konvektion, solens spektra är av hög kvalitet, och fysiska processer som ansvarar för dem är ganska tydliga. Det bör dock noteras att endast hälften av linjerna i solspektrumet har identifierats hittills. Solens sammansättning domineras av väte. På andra plats kommer helium, vars namn ("helios" på grekiska "Sun") påminner om att det upptäcktes spektroskopiskt på solen tidigare (1899) än på jorden. Eftersom helium är en inert gas är den extremt ovillig att reagera med andra atomer och är också ovillig att visa sig i solens optiska spektrum - bara en linje, även om många mindre rikliga grundämnen representeras i solens spektrum av många rader. Här är sammansättningen av "sol"-ämnet: för 1 miljon väteatomer finns det 98 000 heliumatomer, 851 syre, 398 kol, 123 neon, 100 kväve, 47 järn, 38 magnesium, 35 kisel, 16 svavel, 4 argon, 3 aluminium, enligt 2 atomer nickel, natrium och kalcium, samt lite av alla andra grundämnen. Således, i massa, är solen cirka 71 % väte och 28 % helium; de återstående elementen står för drygt 1 %. Ur planetologins synvinkel är det anmärkningsvärt att vissa objekt i solsystemet har nästan samma sammansättning som solen (se avsnittet om meteoriter nedan). Precis som vädret förändras utseende planetariska atmosfärer förändras också solytans utseende med den karakteristiska tiden från timmar till decennier. Det finns dock en viktig skillnad mellan planeternas och solens atmosfär, som är att gasernas rörelse på solen styrs av dess kraftfulla magnetfält. Solfläckar är de områden på armaturens yta där det vertikala magnetfältet är så starkt (200-3000 gauss) att det förhindrar den horisontella rörelsen av gas och därigenom undertrycker konvektion. Som ett resultat sjunker temperaturen i denna region med cirka 1000 K, och en mörk central del av fläcken visas - "skuggan", omgiven av en varmare övergångsregion - "penumbra". Storleken på en typisk solfläck är något större än jordens diameter; det finns en sådan plats i flera veckor. Antalet fläckar på solen antingen ökar eller minskar med cykelns varaktighet från 7 till 17 år, i genomsnitt 11,1 år. Vanligtvis är det så att ju fler fläckar som visas i en cykel, desto kortare blir själva cykeln. Riktningen för den magnetiska polariteten hos fläckarna vänder från cykel till cykel, så den verkliga cykeln av solfläcksaktivitet är 22,2 år. I början av varje cykel dyker de första fläckarna upp på höga breddgrader, ca. 40 °, och gradvis skiftar zonen för deras födelse till ekvatorn till en latitud av ca. 5°. se även STJÄRNOR ; SOL . Fluktuationer i solens aktivitet har nästan ingen effekt på den totala effekten av dess strålning (om den bara ändrades med 1 % skulle detta leda till allvarliga klimatförändringar på jorden). Det har gjorts många försök att hitta en koppling mellan solfläckscykler och jordens klimat. Den mest anmärkningsvärda händelsen i denna mening är "Maunder minimum": från 1645 i 70 år fanns det nästan inga fläckar på solen, och samtidigt upplevde jorden den lilla istiden. Det är fortfarande inte klart om detta fantastiska faktum var en ren tillfällighet eller om det pekar på ett orsakssamband.
se även
KLIMAT;
METEOROLOGI OCH KLIMATOLOGI. Det finns 5 enorma roterande väte-heliumkulor i solsystemet: Solen, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. I djupet av dessa gigantiska himlakroppar, otillgängliga för direkt forskning, är nästan all materia i solsystemet koncentrerad. Jordens inre är också otillgängligt för oss, men genom att mäta utbredningstiden för seismiska vågor (ljudvågor med lång våglängd) som exciterades i planetens kropp av jordbävningar, sammanställde seismologer en detaljerad karta över jordens inre: de lärde sig dimensionerna och densiteter av jordens kärna och dess mantel, och även erhållit tredimensionella bilder med hjälp av seismisk tomografi, bilder av rörliga plattor av dess skorpa. Liknande metoder kan tillämpas på solen, eftersom det finns vågor på dess yta med en period av ca. 5 minuter, orsakat av många seismiska vibrationer som fortplantar sig i dess tarmar. Dessa processer studeras med helioseismologi. Till skillnad från jordbävningar, som ger korta vågor, skapar kraftig konvektion i solens inre konstant seismiskt brus. Helioseismologer har upptäckt att under den konvektiva zonen, som upptar de yttre 14 % av solens radie, roterar materia synkront med en period på 27 dagar (ingenting är känt om solkärnanens rotation ännu). Ovanför, i själva konvektivzonen, sker rotation synkront endast längs koner med samma latitud och ju längre bort från ekvatorn, desto långsammare: ekvatorregionerna roterar med en period av 25 dagar (före solens genomsnittliga rotation), och polarområden - med en period på 36 dagar (släpar efter den genomsnittliga rotationen) . Nyligen genomförda försök att tillämpa seismologiska metoder på gasjätteplaneter har inte gett resultat, eftersom instrument ännu inte kan fixa de resulterande svängningarna. Ovanför solens fotosfär finns ett tunt varmt lager av atmosfären, som bara kan ses vid sällsynta ögonblick. solförmörkelser. Det är en kromosfär som är flera tusen kilometer tjock, så uppkallad för sin röda färg på grund av utsläppslinjen av väte Ha. Temperaturen nästan fördubblas från fotosfären till den övre kromosfären, varifrån energin som lämnar solen av någon okänd anledning frigörs som värme. Ovanför kromosfären värms gasen upp till 1 miljon K. Denna region, som kallas korona, sträcker sig över cirka 1 radie av solen. Gasdensiteten i koronan är mycket låg, men temperaturen är så hög att koronan är en kraftfull källa till röntgenstrålar. Ibland dyker jätteformationer upp i solens atmosfär - eruptiva prominenser. De ser ut som bågar som reser sig från fotosfären till en höjd av upp till halva solradien. Observationer visar tydligt att formen på prominenserna bestäms av magnetfältslinjerna. Ett annat intressant och extremt aktivt fenomen är solflammor, kraftfulla utstötningar av energi och partiklar som varar upp till två timmar. Flödet av fotoner som genereras av en sådan solflamma når jorden med ljusets hastighet på 8 minuter, och flödet av elektroner och protoner - på några dagar. Solutbrott uppstår på platser där magnetfältets riktning ändras kraftigt, orsakat av materias rörelse i solfläckar. Solens maximala utstrålningsaktivitet inträffar vanligtvis ett år innan solfläckscykelns maximum. En sådan förutsägbarhet är mycket viktig, eftersom en uppsjö av laddade partiklar som föds från en kraftfull solflamma kan skada till och med markbaserade kommunikations- och energinätverk, för att inte tala om astronauter och rymdteknik.
SOLPROMINENTER observerade i heliumemissionslinjen (våglängd 304) från tavlan rymdstation"Skylab".
Från solens plasmakorona sker ett konstant utflöde av laddade partiklar, kallad solvinden. Dess existens misstänktes redan före starten av rymdflygningar, eftersom det märktes hur något "blåser av" kometsvansar. Tre komponenter urskiljs i solvinden: en höghastighetsström (mer än 600 km/s), en låghastighetsström och ostadiga strömmar från solflammor. Röntgenbilder av solen har visat att enorma "hål" - områden med låg densitet - regelbundet bildas i koronan. Dessa koronala hål fungerar som huvudkällan för höghastighets solvind. I området för jordens omloppsbana är den typiska hastigheten för solvinden cirka 500 km/s, och densiteten är cirka 10 partiklar (elektroner och protoner) per 1 cm3. Solvindströmmen interagerar med planetariska magnetosfärer och kometsvansar, vilket avsevärt påverkar deras form och de processer som sker i dem.
se även
GEOMAGNETISM;
;
KOMET. Under trycket från solvinden i det interstellära mediet runt solen bildades en gigantisk grotta, heliosfären. Vid dess gräns - heliopausen - bör det finnas en chockvåg där solvinden och den interstellära gasen kolliderar och kondenserar och utövar lika tryck på varandra. Fyra rymdsonder närmar sig nu heliopausen: Pioneer 10 och 11, Voyager 1 och 2. Ingen av dem träffade henne på ett avstånd av 75 AU. från solen. Det är en mycket dramatisk kapplöpning mot tiden: Pioneer 10 slutade fungera 1998, och de andra försöker nå heliopausen innan deras batterier tar slut. Enligt beräkningarna flyger Voyager 1 i exakt den riktning från vilken den interstellära vinden blåser, och kommer därför att vara den första att nå heliopausen.
PLANETER: BESKRIVNING
Merkurius. Det är svårt att observera Merkurius från jorden med ett teleskop: det rör sig inte bort från solen i en vinkel på mer än 28 °. Den studerades med hjälp av radar från jorden, och den interplanetära sonden Mariner 10 fotograferade hälften av dess yta. Merkurius kretsar runt solen på 88 jorddagar i en ganska långsträckt bana med ett avstånd från solen vid perihelium på 0,31 AU. och vid aphelion 0,47 a.u. Den roterar runt axeln med en period av 58,6 dagar, exakt lika med 2/3 av omloppstiden, så varje punkt på dess yta roterar mot solen bara en gång på 2 Merkuriusår, d.v.s. en solig dag där varar i 2 år! Av de stora planeterna är bara Pluto mindre än Merkurius. Men när det gäller medeldensitet ligger Merkurius på andra plats efter jorden. Den har förmodligen en stor metallisk kärna, som är 75 % av planetens radie (den upptar 50 % av jordens radie). Ytan på Merkurius liknar månens yta: mörk, helt torr och täckt av kratrar. Den genomsnittliga ljusreflektansen (albedo) på Merkurius yta är cirka 10 %, ungefär samma som Månens. Förmodligen är dess yta också täckt med regolit - sintrat krossat material. Den största nedslagsformationen på Merkurius är Caloris-bassängen, 2000 km stor, som liknar månens hav. Men till skillnad från månen har Merkurius speciella strukturer - flera kilometer höga avsatser som sträcker sig över hundratals kilometer. Kanske bildades de som ett resultat av komprimeringen av planeten under kylningen av dess stora metallkärna eller under påverkan av kraftfulla soltidvatten. Planetens yttemperatur under dagen är cirka 700 K, och på natten cirka 100 K. Enligt radardata kan is ligga på botten av polära kratrar under förhållanden av evigt mörker och kyla. Merkurius har praktiskt taget ingen atmosfär - bara ett extremt sällsynt heliumskal med densiteten av jordens atmosfär på en höjd av 200 km. Förmodligen bildas helium under sönderfallet av radioaktiva element i planetens tarmar. Merkurius har ett svagt magnetfält och inga satelliter.
Venus. Detta är den andra planeten från solen och den närmaste planeten till jorden - den ljusaste "stjärnan" på vår himmel; ibland syns det även under dagen. Venus liknar jorden på många sätt: dess storlek och densitet är bara 5 % mindre än jordens; antagligen liknar Venus tarmar som jordens. Venus yta är alltid täckt av ett tjockt lager av gulvita moln, men med hjälp av radar har den studerats i detalj. Runt axeln roterar Venus i motsatt riktning (medsols, sett från nordpolen) med en period av 243 jorddagar. Dess omloppstid är 225 dagar; därför varar en venusisk dag (från soluppgång till nästa soluppgång) 116 jorddagar.
se även RADARASTRONOMI.
VENUS. En ultraviolett bild tagen från den interplanetära stationen Pioneer Venus visar planetens atmosfär tätt fylld med moln som är ljusare i polarområdena (överst och nederst på bilden).
Atmosfären på Venus består främst av koldioxid (CO2) med små mängder kväve (N2) och vattenånga (H2O). I form av små föroreningar som hittats saltsyra(HCl) och fluorvätesyra (HF). Trycket vid ytan är 90 bar (som i jordens hav på 900 m djup); temperaturen är ca 750 K över hela ytan både dag och natt. Anledningen till en så hög temperatur nära Venus yta är vad som inte riktigt riktigt kallas "växthuseffekten": solens strålar passerar relativt lätt genom molnen i dess atmosfär och värmer upp planetens yta, men termisk infraröd strålning från ytan själv flyr genom atmosfären tillbaka till rymden med stor svårighet. Venus moln består av mikroskopiska droppar av koncentrerad svavelsyra (H2SO4). Det övre lagret av moln ligger 90 km från ytan, temperaturen där är ca. 200 K; undre lager - 30 km, temperatur ca. 430 K. Ännu lägre är det så varmt att det inte finns några moln. Naturligtvis finns det inget flytande vatten på Venus yta. Atmosfären på Venus på nivån av det övre molnlagret roterar i samma riktning som planetens yta, men mycket snabbare, vilket gör ett varv på 4 dagar; detta fenomen kallas superrotation, och ingen förklaring har ännu hittats till det. Automatiska stationer kom ner på dag- och nattsidan av Venus. Under dagen är planetens yta upplyst av spritt solljus med ungefär samma intensitet som en mulen dag på jorden. En hel del blixtar har setts på Venus på natten. Venerastationerna sände bilder av små områden vid landningsplatserna, där stenig mark är synlig. På det hela taget har Venus topografi studerats från radarbilder som sänts av Pioneer-Venera (1979), Venera-15 och -16 (1983) och Magellan (1990) omloppsbanor. De minsta detaljerna på de bästa av dem är cirka 100 m stora. Till skillnad från jorden finns det inga tydligt definierade kontinentalplattor på Venus, men flera globala höjder noteras, till exempel landet Ishtar i storleken med Australien. På Venus yta finns det många meteoritkratrar och vulkaniska kupoler. Uppenbarligen är Venusskorpan tunn, så att den smälta lavan kommer nära ytan och lätt rinner ut på den efter meteoriternas fall. Eftersom det inte finns något regn eller starka vindar nära Venus yta sker yterosion mycket långsamt och geologiska strukturer förblir synliga från rymden i hundratals miljoner år. Lite är känt om Venus inre. Den har förmodligen en metallkärna som tar upp 50 % av dess radie. Men planeten har inget magnetfält på grund av dess mycket långsamma rotation. Venus har inga satelliter.
Jorden. Vår planet är den enda där större delen av ytan (75%) är täckt med flytande vatten. Jorden är en aktiv planet, och kanske den enda vars ytförnyelse beror på plattektoniken, som visar sig som åsar i mitten av havet, öbågar och vikta bergsbälten. Fördelningen av höjderna på jordens fasta yta är bimodal: den genomsnittliga nivån på havsbotten är 3900 m under havsytan, och kontinenterna stiger i genomsnitt över den med 860 m (se även JORD). Seismiska data indikerar följande struktur i jordens inre: skorpa (30 km), mantel (upp till ett djup av 2900 km), metallisk kärna. En del av kärnan smälts; där alstras jordens magnetfält, som fångar solvindens laddade partiklar (protoner och elektroner) och bildar runt jorden två ringformade områden fyllda med dem - strålningsbälten (Van Allen-bälten), lokaliserade på höjder av 4000 och 17000 km. från jordens yta.
se även GEOLOGI; GEOMAGNETISM.
Jordens atmosfär består av 78 % kväve och 21 % syre; det är resultatet av en lång utveckling under inverkan av geologiska, kemiska och biologiska processer. Kanske var jordens tidiga atmosfär rik på väte, som sedan flydde. Avgasningen av tarmarna fyllde atmosfären med koldioxid och vattenånga. Men ångan kondenserade i haven, och koldioxiden fångades i karbonatstenar. (Det är konstigt att om all CO2 fyllde atmosfären som en gas, så skulle trycket vara 90 bar, som på Venus. Och om allt vatten förångades, så skulle trycket vara 257 bar!). Således blev kväve kvar i atmosfären och syre uppstod gradvis som ett resultat av biosfärens vitala aktivitet. Redan för 600 miljoner år sedan var syrehalten i luften 100 gånger lägre än den nuvarande (se även ATMOSFÄR; HAVET). Det finns indikationer på att jordens klimat förändras i den korta (10 000 år) och långa (100 miljoner år) skalan. Anledningen till detta kan vara förändringar i jordens omloppsrörelse, lutningen på rotationsaxeln, frekvensen av vulkanutbrott. Fluktuationer i solstrålningens intensitet är inte uteslutna. I vår tid påverkar mänsklig aktivitet även klimatet: utsläpp av gaser och damm till atmosfären.
se även
SYRAREDUKTION ;
LUFTFÖRORENING ;
VATTENFÖRORENING ;
MILJÖFÖRSTÖRING.
Jorden har en satellit - Månen, vars ursprung ännu inte har klarats upp.
JORD OCH MÅNE från rymdsonden Lunar Orbiter.
Måne. En av de största satelliterna, Månen ligger på andra plats efter Charon (Plutos satellit) i förhållande till satellitens och planetens massor. Dess radie är 3,7, och dess massa är 81 gånger mindre än jordens. Månens genomsnittliga densitet är 3,34 g/cm3, vilket indikerar att den inte har någon betydande metallisk kärna. Tyngdkraften på månens yta är 6 gånger mindre än jordens. Månen kretsar runt jorden i en bana med en excentricitet på 0,055. Lutningen av planet för dess omloppsbana till planet för jordens ekvator varierar från 18,3° till 28,6°, och med hänsyn till ekliptikan - från 4°59° till 5°19°. Månens dagliga rotation och omloppscirkulation är synkroniserade, så vi ser alltid bara en av dess halvklot. Det är sant att små vickningar (librationer) av månen gör det möjligt att se cirka 60 % av dess yta inom en månad. Det främsta skälet till librationer är att Månens dagliga rotation sker med konstant hastighet, och omloppscirkulationen - med en variabel (på grund av omloppsbanans excentricitet). Delar av månytan har länge varit villkorligt uppdelade i "marin" och "kontinental". Havets yta ser mörkare ut, ligger lägre och är mycket mindre täckt av meteoritkratrar än den kontinentala ytan. Haven är översvämmade med basalt lavas, och kontinenterna består av anortositiska stenar rika på fältspat. Att döma av det stora antalet kratrar är de kontinentala ytorna mycket äldre än havets. Intensiva meteoritbombardement gjorde det övre lagret av månskorpan fint fragmenterat och förvandlade de yttersta metrarna till ett pulver som kallas regolit. Astronauter och robotsonder har tagit tillbaka prover av stenig jord och regolit från månen. Analysen visade att havsytans ålder är cirka 4 miljarder år. Följaktligen faller perioden av intensiva meteoritbombardement under de första 0,5 miljarder åren efter månens bildande för 4,6 miljarder år sedan. Då förblev frekvensen av meteoritfall och kraterbildning praktiskt taget oförändrad och uppgår fortfarande till en krater med en diameter på 1 km per 105 år.
se även RYMDFORSKNING OCH ANVÄNDNING.
Månstenar är fattiga på flyktiga ämnen (H2O, Na, K, etc.) och järn, men rika på eldfasta ämnen (Ti, Ca, etc.). Endast på botten av månens polkratrar kan det finnas avlagringar av is, som på Merkurius. Månen har praktiskt taget ingen atmosfär och det finns inga bevis för att månens mark någonsin har varit utsatt för flytande vatten. Det finns inget organiskt material i det heller - bara spår av kolhaltiga kondriter som föll med meteoriter. Frånvaron av vatten och luft, samt starka fluktuationer i yttemperaturen (390 K på dagen och 120 K på natten), gör Månen obeboelig. Seismometrarna som levererades till månen gjorde det möjligt att lära sig något om månens inre. Där förekommer ofta svaga "månbävningar", troligen på grund av jordens tidvatteninverkan. Månen är ganska homogen, har en liten tät kärna och en skorpa som är cirka 65 km tjock av lättare material, där de övre 10 km av skorpan krossades av meteoriter redan för 4 miljarder år sedan. Stora nedslagsbassänger är jämnt fördelade över månens yta, men tjockleken på jordskorpan på den synliga sidan av månen är mindre, så 70 % av havsytan är koncentrerad till den. Månytans historia är allmänt känd: efter slutet av scenen av intensiv meteoritbombardement för 4 miljarder år sedan, för cirka 1 miljard år, var inredningen ganska varm och basaltisk lava hällde ut i haven. Då förändrade bara ett sällsynt fall av meteoriter vår satellits ansikte. Men månens ursprung diskuteras fortfarande. Den kunde bildas av sig själv och sedan fångas upp av jorden; kunde ha bildats tillsammans med jorden som dess satellit; slutligen kunde den separera från jorden under bildningsperioden. Den andra möjligheten var populär tills nyligen, men under de senaste åren har hypotesen om månens bildande av det material som protojorden stött ut under en kollision med en stor himlakropp allvarligt övervägts. Trots det oklara om ursprunget till jord-månesystemet kan deras vidare utveckling spåras ganska tillförlitligt. Tidvatteninteraktion påverkar avsevärt himlakropparnas rörelse: Månens dagliga rotation har praktiskt taget upphört (dess period har blivit lika med den omloppsbana) och jordens rotation saktar ner och överför dess vinkelmoment till omloppsrörelsen av månen, som som ett resultat av det rör sig bort från jorden med cirka 3 cm per år. Detta kommer att sluta när jordens rotation är i linje med månens. Då kommer jorden och månen ständigt att vändas mot varandra av en sida (som Pluto och Charon), och deras dag och månad kommer att bli lika med 47 nuvarande dagar; i det här fallet kommer månen att flytta ifrån oss 1,4 gånger. Det är sant att den här situationen inte kommer att vara för evigt, eftersom solens tidvatten inte kommer att sluta påverka jordens rotation. se även
MÅNE ;
MÅNENS URSPRUNG OCH HISTORIA;
FLÖDE OCH FLÖDE.
Mars. Mars liknar jorden, men nästan hälften av sin storlek och har en något lägre medeldensitet. Den dagliga rotationsperioden (24 h 37 min) och axellutningen (24°) skiljer sig nästan inte från dem på jorden. För en jordisk observatör framstår Mars som en rödaktig stjärna, vars ljusstyrka ändras märkbart; den är maximal under perioder av konfrontationer som upprepas om lite över två år (till exempel i april 1999 och juni 2001). Mars är särskilt nära och ljust under perioder av stor opposition som inträffar om den passerar nära perihelion vid tiden för oppositionen; detta händer vart 15-17:e år (nästa är i augusti 2003). Ett teleskop på Mars visar ljusorange regioner och mörkare regioner som ändras i ton med årstiderna. Ljusa vita snömössor ligger vid stolparna. Den rödaktiga färgen på planeten är förknippad med en stor mängd järnoxider (rost) i dess jord. Sammansättningen av de mörka områdena liknar troligen landbasalter, medan de ljusa områdena är sammansatta av fint spritt material.
MARS YTA nära landningsblocket "Viking-1". Stora fragment av sten har en storlek på ca 30 cm.
I grund och botten erhålls vår kunskap om Mars av automatiska stationer. De mest framgångsrika var två orbiters och två landare från vikingaexpeditionen, som landade på Mars den 20 juli och 3 september 1976 i regionerna Chris (22° N, 48° W) och Utopia (48° N). ., 226° W), med Viking 1 i drift fram till november 1982. Båda landade i klassiska ljusa områden och hamnade i en rödaktig sandöken beströdd med mörka stenar. 4 juli 1997 sonden "Mars Pathfinder" (USA) till Ares Valley (19° N, 34° W) det första automatiska självgående fordonet som upptäckte blandade stenar och, möjligen, småsten som vändes av vatten och blandas med sand och lera , vilket indikerar starka förändringar i marsklimatet och förekomsten av en stor mängd vatten tidigare. Mars sällsynta atmosfär består av 95 % koldioxid och 3 % kväve. Små mängder vattenånga, syre och argon finns. Medeltrycket vid ytan är 6 mbar (dvs 0,6 % av jorden). Vid ett så lågt tryck kan det inte finnas något flytande vatten. Den genomsnittliga dagliga temperaturen är 240 K, och den maximala på sommaren vid ekvatorn når 290 K. Dagliga temperaturfluktuationer är cirka 100 K. Klimatet på Mars är alltså klimatet i en kall, uttorkad öken på hög höjd. På Mars höga breddgrader sjunker temperaturen under 150 K på vintern och atmosfärisk koldioxid (CO2) fryser och faller till ytan som vit snö och bildar polarlocket. Periodisk kondensation och sublimering av polarlocken orsakar säsongsmässiga fluktuationer i atmosfärstrycket med 30 %. Mot slutet av vintern sjunker gränsen för polarhatten till 45°-50° latitud, och på sommaren återstår ett litet område från den (300 km i diameter vid sydpolen och 1000 km i norr), troligen bestående av vattenis, vars tjocklek kan nå 1-2 km. Ibland blåser starka vindar på Mars och lyfter upp moln av fin sand i luften. Särskilt kraftiga dammstormar inträffar i slutet av våren på södra halvklotet, när Mars passerar genom omloppsbanans perihelium och solvärmen är särskilt hög. I veckor och till och med månader blir atmosfären ogenomskinlig med gult damm. Orbiters "Vikings" överförde bilder av kraftfulla sanddyner på botten av stora kratrar. Dammavlagringar ändrar utseendet på Mars yta från säsong till säsong så mycket att det märks även från jorden när det ses genom ett teleskop. Tidigare ansågs dessa säsongsmässiga förändringar i ytfärg av vissa astronomer vara tecken på vegetation på Mars. Mars geologi är mycket varierande. Stora vidder på södra halvklotet är täckta med gamla kratrar som blivit över från en tid präglad av forntida meteoritbombardemang (för 4 miljarder år sedan). för flera år sedan). En stor del av norra halvklotet är täckt av yngre lavaflöden. Särskilt intressant är Tharsis Upland (10° N, 110° W), där flera gigantiska vulkanberg ligger. Den högsta bland dem - Mount Olympus - har en diameter vid basen av 600 km och en höjd av 25 km. Även om det inte finns några tecken på vulkanisk aktivitet nu, överstiger inte lavaflödenas ålder 100 miljoner år, vilket är litet jämfört med planetens ålder på 4,6 miljarder år.
Även om forntida vulkaner pekar på den en gång kraftfulla aktiviteten i Mars interiör, finns det inga tecken på plattektonik: det finns inga vikta bergsbälten och andra indikatorer på jordskorpans kompression. Det finns dock kraftfulla sprickförkastningar, varav den största - Mariner-dalarna - sträcker sig från Tharsis österut i 4000 km med en maximal bredd på 700 km och ett djup på 6 km. En av de mest intressanta geologiska upptäckterna som gjordes på grundval av fotografier från rymdfarkoster var de grenade slingrande dalarna hundratals kilometer långa, som påminner om de torkade kanalerna i jordiska floder. Detta tyder på ett mer gynnsamt klimat tidigare, när temperaturer och tryck kan ha varit högre och floder strömmade över Mars yta. Det är sant att dalens läge i de södra, kraftigt kraterfyllda områdena på Mars indikerar att det fanns floder på Mars för mycket länge sedan, förmodligen under de första 0,5 miljarder åren av dess utveckling. Vatten ligger nu på ytan som is vid polarlocken och möjligen under ytan som ett lager av permafrost. Mars inre struktur är dåligt förstådd. Dess låga medeldensitet indikerar frånvaron av en betydande metallisk kärna; i alla fall smälts det inte, vilket följer av frånvaron av ett magnetfält på Mars. Seismometern på landningsblocket för Viking-2-apparaten registrerade inte planetens seismiska aktivitet under två års drift (seismometern fungerade inte på Viking-1). Mars har två små satelliter - Phobos och Deimos. Båda är oregelbundet formade, täckta av meteoritkratrar och är sannolikt asteroider som fångats av planeten i det avlägsna förflutna. Phobos kretsar runt planeten i en mycket låg omloppsbana och fortsätter att närma sig Mars under inverkan av tidvattnet; den skulle senare förstöras av planetens gravitation.
Jupiter. Den största planeten i solsystemet, Jupiter, är 11 gånger större än jorden och 318 gånger mer massiv än den. Dess låga medeldensitet (1,3 g/cm3) indikerar en sammansättning nära solens: mestadels väte och helium. Jupiters snabba rotation runt sin axel orsakar dess polära kompression med 6,4 %. Ett teleskop på Jupiter visar molnband parallella med ekvatorn; ljuszoner i dem varvas med rödaktiga bälten. Det är troligt att ljuszonerna är områden med uppströmsdrag där toppen av ammoniakmoln är synliga; rödaktiga bälten är förknippade med neddrag, vars ljusa färg bestäms av ammoniumhydrosulfat, såväl som föreningar av röd fosfor, svavel och organiska polymerer. Förutom väte och helium har CH4, NH3, H2O, C2H2, C2H6, HCN, CO, CO2, PH3 och GeH4 spektroskopiskt detekterats i Jupiters atmosfär. Temperaturen i toppen av ammoniakmolnen är 125 K, men den ökar med 2,5 K/km med djupet. På ett djup av 60 km bör det finnas ett lager av vattenmoln. Molnens rörelsehastigheter i zonerna och närliggande bälten skiljer sig avsevärt: i ekvatorialbältet rör sig molnen österut 100 m/s snabbare än i angränsande zoner. Skillnaden i hastigheter orsakar stark turbulens vid gränserna för zoner och bälten, vilket gör deras form mycket komplicerad. En av manifestationerna av detta är ovala roterande fläckar, varav den största - den stora röda fläcken - upptäcktes för mer än 300 år sedan av Cassini. Denna fläck (25 000-15 000 km) är större än jordens skiva; den har en spiralformig cyklonstruktur och gör ett varv runt sin axel på 6 dagar. Resten av fläckarna är mindre och av någon anledning helt vita.
Jupiter har ingen fast yta. Det övre lagret av planeten med en längd på 25% av radien består av flytande väte och helium. Nedan, där trycket överstiger 3 miljoner bar och temperaturen är 10 000 K, övergår väte till metalliskt tillstånd. Det är möjligt att nära planetens centrum finns en flytande kärna av tyngre grundämnen med en total massa på cirka 10 jordmassor. I mitten är trycket cirka 100 miljoner bar och temperaturen är 20-30 tusen K. Flytande metalliska interiörer och planetens snabba rotation orsakade dess kraftfulla magnetfält, som är 15 gånger starkare än jordens. Jupiters enorma magnetosfär, med kraftfulla strålningsbälten, sträcker sig bortom banorna för dess fyra stora satelliter. Temperaturen i Jupiters centrum har alltid varit lägre än nödvändigt för termonukleära reaktioner. Men Jupiters inre värmereserver, som har varit kvar från bildningstiden, är stora. Redan nu, 4,6 miljarder år senare, avger den ungefär samma mängd värme som den tar emot från solen; under de första miljoner åren av evolutionen var strålningskraften från Jupiter 104 gånger högre. Eftersom detta var eran för bildandet av stora satelliter på planeten, är det inte förvånande att deras sammansättning beror på avståndet till Jupiter: de två närmast den - Io och Europa - har en ganska hög densitet (3,5 och 3,0 g/ cm3), och de mer avlägsna - Ganymedes och Callisto - innehåller mycket vattenis och är därför mindre täta (1,9 och 1,8 g/cm3).
Satelliter. Jupiter har minst 16 satelliter och en svag ring: den är 53 000 km bort från det övre molnlagret, har en bredd på 6 000 km och består tydligen av små och mycket mörka fasta partiklar. Jupiters fyra största månar kallas galileiska eftersom de upptäcktes av Galileo 1610; oberoende av honom, samma år, upptäcktes de av den tyske astronomen Marius, som gav dem deras nuvarande namn - Io, Europa, Ganymede och Callisto. Den minsta av satelliterna - Europa - är något mindre än månen, och Ganymedes är större än Merkurius. Alla är synliga genom en kikare.
På ytan av Io upptäckte Voyagers flera aktiva vulkaner som kastade ut materia hundratals kilometer upp i luften. Ytan av Io är täckt med rödaktiga svavelavlagringar och ljusa fläckar av svaveldioxid - produkter av vulkanutbrott. I form av en gas bildar svaveldioxid en extremt förtätad atmosfär av Io. Energin från vulkanisk aktivitet hämtas från planetens tidvatteninflytande på satelliten. Ios omloppsbana passerar genom Jupiters strålningsbälten, och det har länge visat sig att satelliten interagerar starkt med magnetosfären och orsakar radioskurar i den. 1973 upptäcktes en torus av lysande natriumatomer längs Ios omloppsbana; senare hittades svavel-, kalium- och syrejoner där. Dessa ämnen slås ut av energiska protoner i strålningsbälten antingen direkt från ytan av Io eller från vulkanernas gasplymer. Även om Jupiters tidvatteninflytande på Europa är svagare än på Io, kan dess inre också vara delvis smält. Spektralstudier visar att Europa har vattenis på sin yta, och dess rödaktiga nyans beror sannolikt på svavelföroreningar från Io. Den nästan fullständiga frånvaron av nedslagskratrar indikerar ytans geologiska ungdom. Europas isytas veck och förkastningar liknar isfälten i jordens polarhav; förmodligen, på Europa, finns det flytande vatten under ett lager av is. Ganymedes är den största månen i solsystemet. Dess densitet är låg; det är förmodligen hälften sten och hälften is. Dess yta ser konstig ut och visar tecken på jordskorpans expansion, vilket möjligen åtföljer processen med differentiering under ytan. Delarna av den gamla kraterytan är åtskilda av yngre diken, hundratals kilometer långa och 1-2 km breda, som ligger på ett avstånd av 10-20 km från varandra. Det är troligt att detta är yngre is, bildad genom att vatten strömmar ut genom sprickor omedelbart efter differentiering för cirka 4 miljarder år sedan. Callisto liknar Ganymedes, men det finns inga tecken på fel på dess yta; allt är mycket gammalt och kraftigt kratrar. Ytan på båda satelliterna är täckt med is varvat med stenar av regolittyp. Men om isen på Ganymedes är cirka 50 %, så är den på Callisto mindre än 20 %. Sammansättningen av stenarna i Ganymedes och Callisto liknar förmodligen den för kolhaltiga meteoriter. Jupiters månar har ingen atmosfär, förutom den försålda vulkaniska SO2-gasen på Io. Av Jupiters dussin mindre månar är fyra närmare planeten än de galileiska; den största av dem, Amalthea, är ett oregelbundet format kraterföremål (mått 270*166*150 km). Dess mörka yta - mycket röd - kan ha varit täckt med grått från Io. Jupiters yttre små satelliter är indelade i två grupper i enlighet med deras banor: 4 närmare planeten vänder sig framåt (i förhållande till planetens rotation), och 4 mer avlägsna - i motsatt riktning. De är alla små och mörka; de infångades förmodligen av Jupiter bland asteroiderna i den trojanska gruppen (se ASTEROID).
Saturnus. Den näst största jätteplaneten. Detta är en väte-heliumplanet, men den relativa mängden helium i Saturnus är mindre än Jupiters; under och dess genomsnittliga densitet. Saturnus snabba rotation leder till dess stora oblateness (11%).
SATURNUS och dess månar, fotograferade under passagen av rymdsonden Voyager.
I ett teleskop ser Saturnus skiva inte lika spektakulär ut som Jupiter: den har en brunorange färg och svagt uttalade bälten och zoner. Anledningen är att de övre delarna av dess atmosfär är fyllda med ljusspridande ammoniakdimma (NH3). Saturnus är längre bort från solen, så temperaturen i dess övre atmosfär (90 K) är 35 K lägre än Jupiters, och ammoniak är i ett kondenserat tillstånd. Med djupet ökar atmosfärens temperatur med 1,2 K/km, så molnstrukturen liknar Jupiters: det finns ett lager av vattenmoln under ammoniumhydrosulfatmolnskiktet. Förutom väte och helium har CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 och PH3 detekterats spektroskopiskt i Saturnus atmosfär. När det gäller inre struktur liknar Saturnus också Jupiter, även om den på grund av sin mindre massa har lägre tryck och temperatur i mitten (75 miljoner bar och 10 500 K). Saturnus magnetfält är jämförbart med jordens. Liksom Jupiter genererar Saturnus intern värme, dubbelt så mycket som den tar emot från solen. Det är sant att detta förhållande är större än Jupiters, eftersom Saturnus, som ligger dubbelt så långt bort, får fyra gånger mindre värme från solen.
Saturnus ringar. Saturnus är omgiven av ett unikt kraftfullt system av ringar upp till ett avstånd av 2,3 planetradier. De är lätta att urskilja när de ses genom ett teleskop, och när de studeras på nära håll visar de en exceptionell variation: från en massiv B-ring till en smal F-ring, från spiraldensitetsvågor till de helt oväntade radiellt långsträckta "ekrarna" som upptäckts av Voyagers . Partiklarna som fyller Saturnus ringar reflekterar ljus mycket bättre än materialet i Uranus och Neptunus mörka ringar; deras studie i olika spektralområden visar att dessa är "smutsiga snöbollar" med dimensioner i storleksordningen en meter. De tre klassiska ringarna av Saturnus, i ordning från yttre till inre, betecknas med bokstäverna A, B och C. Ring B är ganska tät: radiosignaler från Voyager passerade knappt genom den. Det 4000 km långa gapet mellan A- och B-ringarna, kallat Cassini-klyvningen (eller gapet), är inte riktigt tomt, men är i täthet jämförbart med den bleka C-ringen, som tidigare kallades crepe-ringen. Nära ytterkanten av A-ringen finns en mindre synlig Encke-spricka. 1859 drog Maxwell slutsatsen att Saturnus ringar måste bestå av individuella partiklar som kretsar runt planeten. I slutet av 1800-talet detta bekräftades av spektrala observationer, som visade att de inre delarna av ringarna roterar snabbare än de yttre. Eftersom ringarna ligger i planet för planetens ekvator, vilket innebär att de lutar 27° mot omloppsplanet, faller jorden in i ringarnas plan två gånger på 29,5 år, och vi observerar dem på kanten. I detta ögonblick "försvinner" ringarna, vilket bevisar deras mycket lilla tjocklek - inte mer än några kilometer. Detaljerade bilder av ringarna tagna av Pioneer 11 (1979) och Voyagers (1980 och 1981) visade en mycket mer komplex struktur än förväntat. Ringarna är indelade i hundratals enskilda ringlets med en typisk bredd på flera hundra kilometer. Även i Cassini-gapet fanns det minst fem ringar. En detaljerad analys visade att ringarna är inhomogena både i storlek och eventuellt i partikelsammansättning. Ringarnas komplexa struktur beror troligen på gravitationspåverkan från små satelliter nära dem, som man inte tidigare misstänkt. Den mest ovanliga är förmodligen den tunnaste F-ringen, upptäckt 1979 av Pioneer på ett avstånd av 4000 km från den yttre kanten av A-ringen. senare fann Voyager 2 att strukturen hos F-ringen var mycket enklare: materiens "strängar" var inte längre sammanflätade. Denna struktur och dess snabba utveckling beror delvis på påverkan av två små satelliter (Prometheus och Pandora) som rör sig vid de yttre och inre kanterna av denna ring; de kallas "vakthundar". Förekomsten av ännu mindre kroppar eller tillfälliga ansamlingar av materia i själva F-ringen är dock inte uteslutna.
Satelliter. Saturnus har minst 18 månar. De flesta är nog isiga. Vissa har mycket intressanta banor. Till exempel har Janus och Epimetheus nästan samma orbitala radier. I Diones omloppsbana, 60 ° före henne (denna position kallas den ledande Lagrange-punkten), rör sig den mindre satelliten Helena. Tethys åtföljs av två små satelliter - Telesto och Calypso - vid de ledande och eftersläpande Lagrange-punkterna i sin omloppsbana. Radierna och massorna av sju satelliter från Saturnus (Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan och Iapetus) har mätts med god noggrannhet. Alla är mestadels isiga. De som är mindre har en densitet på 1-1,4 g/cm3, vilket är nära tätheten för vattenis med mer eller mindre inblandning av stenar. Om de innehåller metan och ammoniakis är ännu inte klart. Titans högre densitet (1,9 g/cm3) är resultatet av dess stora massa, vilket orsakar komprimering av interiören. I diameter och densitet är Titan mycket lik Ganymedes; de har förmodligen samma inre struktur. Titan är den näst största månen i solsystemet, och är unik genom att den har en konstant kraftfull atmosfär, huvudsakligen bestående av kväve och en liten mängd metan. Trycket vid dess yta är 1,6 bar, temperaturen är 90 K. Under sådana förhållanden kan flytande metan finnas på Titans yta. De övre lagren av atmosfären upp till höjder av 240 km är fyllda med orangea moln, troligen bestående av partiklar av organiska polymerer syntetiserade under inverkan av solens ultravioletta strålar. Resten av Saturnus månar är för små för att ha en atmosfär. Deras ytor är täckta med is och kraftigt kratrerade. Endast på ytan av Enceladus finns det betydligt färre kratrar. Förmodligen håller Saturnus tidvatten inflytande sina tarmar i smält tillstånd, och meteoritnedslag leder till att vatten strömmar ut och kratrarna fylls. Vissa astronomer tror att partiklar från Enceladus yta bildade en bred E-ring längs dess omloppsbana. Satelliten Iapetus är mycket intressant, där den bakre (i förhållande till omloppsriktningen) halvklotet är täckt med is och reflekterar 50% av det infallande ljuset, och den främre halvklotet är så mörkt att det bara reflekterar 5% av ljuset ; den är täckt med något som liknar ämnet av kolhaltiga meteoriter. Det är möjligt att materialet som kastas ut under påverkan av meteoritnedslag från ytan av Saturnus yttre satellit Phoebe faller på den främre halvklotet av Iapetus. I princip är detta möjligt, eftersom Phoebe rör sig i omloppsbanan i motsatt riktning. Dessutom är ytan på Phoebe ganska mörk, men det finns inga exakta uppgifter om det ännu.
Uranus. Uranus har en havsgrön färg och ser karaktärslös ut eftersom dess övre atmosfär är fylld med dimma, genom vilken Voyager 2-sonden som flög nära den 1986 knappt kunde se några moln. Planetens axel lutar mot omloppsaxeln med 98,5°, d.v.s. ligger nästan i banans plan. Därför vänds var och en av polerna direkt till solen under en tid och går sedan in i skuggan i ett halvt år (42 jordår). Atmosfären i Uranus innehåller mestadels väte, 12-15% helium och några andra gaser. Atmosfärens temperatur är cirka 50 K, även om den i de övre sällsynta lagren stiger till 750 K på dagen och 100 K på natten. Uranus magnetfält är något svagare än jordens styrka vid ytan, och dess axel lutar mot planetens rotationsaxel med 55 °. Lite är känt om planetens inre struktur. Molnskiktet sträcker sig troligen till ett djup av 11 000 km, följt av ett hetvattenhav på 8 000 km djupt, och under det en smält stenkärna med en radie på 7 000 km.
Ringar. 1976 upptäcktes unika ringar av Uranus, bestående av separata tunna ringar, av vilka den bredaste har en tjocklek på 100 km. Ringarna är belägna i intervallet av avstånd från 1,5 till 2,0 radier av planeten från dess centrum. Till skillnad från Saturnus ringar är Uranus ringar uppbyggda av stora mörka stenar. Man tror att en liten satellit eller till och med två satelliter rör sig i varje ring, som i Saturnus F-ring.
Satelliter. 20 månar av Uranus har upptäckts. Den största - Titania och Oberon - med en diameter på 1500 km. Det finns ytterligare 3 stora, mer än 500 km stora, resten är mycket små. Ytspektra på fem stora satelliter indikerar en stor mängd vattenis. Ytorna på alla satelliter är täckta med meteoritkratrar.
Neptunus. Externt liknar Neptunus Uranus; dess spektrum domineras också av metan- och väteband. Värmeflödet från Neptunus överstiger avsevärt kraften hos solvärmen som faller på den, vilket indikerar att det finns en intern energikälla. Kanske frigörs mycket av den inre värmen som ett resultat av tidvatten som orsakas av den massiva månen Triton, som kretsar i motsatt riktning på ett avstånd av 14,5 planetradier. Voyager 2, som flög 1989 på ett avstånd av 5000 km från molnskiktet, upptäckte ytterligare 6 satelliter och 5 ringar nära Neptunus. I atmosfären öppnades Big Mörk fläck och ett komplext system av virvelflöden. Den rosa ytan på Triton avslöjade fantastiska geologiska detaljer, inklusive kraftfulla gejsrar. Satelliten Proteus som upptäcktes av Voyager visade sig vara större än Nereid, upptäckt från jorden redan 1949.
Pluto. Pluto har en mycket långsträckt och lutad bana; vid perihelion närmar den sig solen vid 29,6 AU. och avlägsnas vid aphelion vid 49,3 AU. Pluto passerade perihelion 1989; från 1979 till 1999 var det närmare solen än Neptunus. Men på grund av den stora lutning Plutos bana korsar dess väg aldrig med Neptunus. Den genomsnittliga yttemperaturen för Pluto är 50 K, den ändras från aphelion till perihelion med 15 K, vilket är ganska märkbart vid så låga temperaturer. I synnerhet leder detta till uppkomsten av en förtärnad metanatmosfär under perioden då planeten passerar perihelion, men dess tryck är 100 000 gånger lägre än trycket i jordens atmosfär. Pluto kan inte hålla en atmosfär länge eftersom den är mindre än månen. Plutos måne Charon tar 6,4 dagar att kretsa nära planeten. Dess omloppsbana är mycket starkt lutad mot ekliptikan, så att förmörkelser inträffar endast i sällsynta epoker av jordens passage genom planet för Charons omloppsbana. Plutos ljusstyrka ändras regelbundet med en period på 6,4 dagar. Därför roterar Pluto synkront med Charon och har stora fläckar på ytan. I förhållande till planetens storlek är Charon väldigt stor. Pluto-Charon kallas ofta för en "dubbelplanet". Vid en tidpunkt ansågs Pluto vara en "rymd" satellit av Neptunus, men efter upptäckten av Charon ser detta osannolikt ut.
PLANETER: JÄMFÖRANDE ANALYS
Inre struktur. Objekten i solsystemet när det gäller deras inre struktur kan delas in i 4 kategorier: 1) kometer, 2) små kroppar, 3) jordiska planeter, 4) gasjättar. Kometer är enkla isiga kroppar med en speciell sammansättning och historia. Kategorin av små kroppar inkluderar alla andra himlaobjekt med radier mindre än 200 km: interplanetära dammkorn, partiklar av planetringar, små satelliter och de flesta asteroider. Under utvecklingen av solsystemet förlorade de alla värmen som frigjordes under primär accretion och kyldes ner, eftersom de inte var tillräckligt stora för att värmas upp på grund av det radioaktiva sönderfallet som äger rum i dem. Planeter av jordtyp är väldigt olika: från "järnet" Merkurius till det mystiska issystemet Pluto-Charon. Förutom de största planeterna klassas solen ibland som en gasjätte. Den viktigaste parametern som bestämmer planetens sammansättning är medeldensiteten (total massa dividerat med total volym). Dess värde indikerar omedelbart vilken typ av planet - "sten" (silikater, metaller), "is" (vatten, ammoniak, metan) eller "gas" (väte, helium). Även om ytorna på Merkurius och Månen är slående lika, är deras inre sammansättningär helt annorlunda, eftersom Merkurius medeldensitet är 1,6 gånger högre än Månens. Samtidigt är kvicksilvermassan liten, vilket betyder att dess höga densitet huvudsakligen inte beror på komprimering av materia under inverkan av gravitationen, utan på en speciell kemisk sammansättning: kvicksilver innehåller 60-70% metaller och 30 -40 viktprocent silikater. Metallhalten per massenhet av Merkurius är betydligt högre än på någon annan planet. Venus roterar så långsamt att dess ekvatoriska svullnad endast mäts i bråkdelar av en meter (på jorden - 21 km) och kan inte alls säga något om planetens inre struktur. Dess gravitationsfält korrelerar med ytans topografi, i motsats till jorden, där kontinenterna "svävar". Det är möjligt att Venus kontinenter är fixerade av mantelns styvhet, men det är möjligt att Venus topografi upprätthålls dynamiskt av kraftig konvektion i dess mantel. Jordens yta är mycket yngre än ytorna på andra kroppar i solsystemet. Anledningen till detta är främst den intensiva bearbetningen av skorpmaterialet till följd av plattektonik. Erosion under inverkan av flytande vatten har också en märkbar effekt. Ytorna på de flesta planeter och månar domineras av ringstrukturer associerade med nedslagskratrar eller vulkaner; på jorden har plattektoniken gjort att dess stora högland och lågland är linjära. Ett exempel är bergskedjor som reser sig där två plattor kolliderar; oceaniska diken som markerar platser där en platta går under en annan (subduktionszoner); samt medelhavsryggar på de platser där två plattor divergerar under verkan av ung skorpa som kommer ut från manteln (spridningszon). Således återspeglar reliefen av jordens yta dynamiken i dess inre. Små prover av jordens övre mantel blir tillgängliga för laboratoriestudier när de stiger till ytan som en del av magmatiska bergarter. Ultrabasiska inneslutningar är kända (ultrabasiter, fattiga på silikater och rika på Mg och Fe), som innehåller mineraler som bildas endast när högt tryck(till exempel diamant), såväl som parade mineraler som bara kan samexistera om de bildades vid högt tryck. Dessa inneslutningar gjorde det möjligt att med tillräcklig noggrannhet uppskatta sammansättningen av den övre manteln ner till ett djup av ca. 200 km. Den mineralogiska sammansättningen av den djupa manteln är inte välkänd, eftersom det inte finns några exakta data om temperaturfördelningen med djupet ännu, och huvudfaserna av djupa mineraler inte har reproducerats i laboratoriet. Jordens kärna är uppdelad i yttre och inre. Den yttre kärnan sänder inte tvärgående seismiska vågor, därför är den flytande. Men på ett djup av 5200 km börjar kärnämnet återigen leda tvärgående vågor, men med låg hastighet; detta betyder att den inre kärnan är delvis "frusen". Kärnans densitet är lägre än för en ren järn-nickel-vätska, troligen på grund av inblandning av svavel. En fjärdedel av Mars yta upptas av Tharsis Hill, som har stigit med 7 km i förhållande till planetens genomsnittliga radie. Det är på den som de flesta vulkaner är belägna, under bildandet av vilka lava sprids över en lång sträcka, vilket är typiskt för smälta stenar rika på järn. En av anledningarna till den enorma storleken på vulkaner från Mars (de största i solsystemet) är att Mars, till skillnad från jorden, inte har plattor som rör sig i förhållande till varma fickor i manteln, så vulkaner tar lång tid att växa på ett ställe. . Mars har inget magnetfält och ingen seismisk aktivitet har upptäckts. Det fanns många järnoxider i dess jord, vilket tyder på en svag differentiering av det inre.
Inre värme. Många planeter utstrålar mer värme än de får från solen. Mängden värme som genereras och lagras i planetens tarmar beror på dess historia. För en framväxande planet är meteoritbombardement den huvudsakliga värmekällan; då frigörs värme under differentieringen av inredningen, när de tätaste komponenterna, som järn och nickel, lägger sig mot mitten och bildar kärnan. Jupiter, Saturnus och Neptunus (men inte Uranus av någon anledning) utstrålar fortfarande värmen de lagrade när de bildades för 4,6 miljarder år sedan. För jordiska planeter är en viktig uppvärmningskälla i den nuvarande eran sönderfallet av radioaktiva grundämnen - uran, torium och kalium - som fanns i små mängder i den ursprungliga kondritsammansättningen (sol). Förlusten av rörelseenergin i tidvattendeformationer - den så kallade "tidvattenförlusten" - är huvudkällan för uppvärmning av Io och spelar en betydande roll i utvecklingen av vissa planeter, vars rotation (till exempel Merkurius) bromsades av tidvattnet.
Konvektion i manteln. Om vätskan värms upp tillräckligt starkt utvecklas konvektion i den, eftersom värmeledningsförmåga och strålning inte kan klara av värmeflödet som tillförs lokalt. Det kan tyckas konstigt att säga att de terrestra planeternas inre är täckta av konvektion, som en vätska. Vet vi inte att tvärvågor enligt seismologiska data utbreder sig i jordens mantel och följaktligen består manteln inte av flytande, utan av fasta bergarter? Men låt oss ta vanligt glaskitt: med långsamt tryck beter det sig som en trögflytande vätska, med skarpt tryck - som en elastisk kropp och med stötar - som en sten. Detta innebär att för att förstå hur materia beter sig måste vi ta hänsyn till på vilken tidsskala processer inträffar. Tvärgående seismiska vågor passerar genom jordens tarmar på några minuter. På en geologisk tidsskala mätt i miljontals år, deformeras bergarter plastiskt om betydande spänningar ständigt utsätts för dem. Det är häpnadsväckande att jordskorpan fortfarande rätar ut sig och återgår till sin tidigare form, som den hade före den senaste istiden, som upphörde för 10 000 år sedan. Efter att ha studerat åldern på Skandinaviens upplyfta stränder beräknade N. Haskel 1935 att viskositeten hos jordens mantel är 1023 gånger större än viskositeten hos flytande vatten. Men även samtidigt visar matematisk analys att jordens mantel är i ett tillstånd av intensiv konvektion (en sådan rörelse av jordens inre kunde ses i en accelererad film, där en miljon år går på en sekund). Liknande beräkningar visar att Venus, Mars och, i mindre utsträckning, Merkurius och Månen troligen också har konvektiva mantlar. Vi har precis börjat reda ut konvektionens natur på gasjätteplaneter. Det är känt att konvektiva rörelser är starkt påverkade av den snabba rotation som finns i jätteplaneter, men det är mycket svårt att experimentellt studera konvektion i en roterande sfär med en central attraktion. Hittills har de mest exakta experimenten av detta slag utförts i mikrogravitation i omloppsbana nära jorden. Dessa experiment, tillsammans med teoretiska beräkningar och numeriska modeller, visade att konvektion sker i rör sträckta längs planetens rotationsaxel och böjda i enlighet med dess sfäricitet. Sådana konvektiva celler kallas "bananer" på grund av sin form. Trycket på gasjätteplaneterna varierar från 1 bar i nivå med molntopparna till cirka 50 Mbar i mitten. Därför finns deras huvudkomponent - väte - på olika nivåer i olika faser. Vid tryck över 3 Mbar blir vanligt molekylärt väte en flytande metall som liknar litium. Beräkningar visar att Jupiter huvudsakligen består av metalliskt väte. Och Uranus och Neptunus har tydligen en förlängd mantel av flytande vatten, som också är en bra ledare.
Ett magnetfält. Det yttre magnetfältet på planeten bär viktig information om tarmens rörelse. Det är magnetfältet som sätter referensramen i vilken vindhastigheten mäts i den grumliga atmosfären på jätteplaneten; det indikerar att det finns kraftfulla flöden i jordens flytande metallkärna, och aktiv blandning sker i Uranus och Neptunus vattenmantel. Tvärtom, frånvaron av ett starkt magnetfält i Venus och Mars sätter restriktioner på deras interna dynamik. Bland de jordiska planeterna har jordens magnetfält en enastående intensitet, vilket indikerar en aktiv dynamoeffekt. Frånvaron av ett starkt magnetfält på Venus betyder inte att dess kärna har stelnat: troligen förhindrar planetens långsamma rotation dynamoeffekten. Uranus och Neptunus har samma magnetiska dipoler med en stor lutning mot planeternas axlar och en förskjutning i förhållande till deras centra; detta indikerar att deras magnetism har sitt ursprung i mantlarna och inte i kärnorna. Jupiters månar Io, Europa och Ganymedes har sina egna magnetfält, medan Callisto inte har det. Kvarvarande magnetism som finns i månen.
Atmosfär. Solen, åtta av de nio planeterna och tre av de sextiotre satelliterna har en atmosfär. Varje atmosfär har sin egen speciella kemiska sammansättning och beteende som kallas "väder". Atmosfärer är uppdelade i två grupper: för jordiska planeter bestämmer den täta ytan på kontinenterna eller havet förhållandena vid atmosfärens nedre gräns, och för gasjättar är atmosfären praktiskt taget bottenlös. För markplaneter upplever ett tunt (0,1 km) skikt av atmosfären nära ytan ständigt uppvärmning eller kylning från det, och under rörelse - friktion och turbulens (på grund av ojämn terräng); detta skikt kallas ytan eller gränsskiktet. Nära ytan tenderar molekylär viskositet att "limma" atmosfären mot marken, så även en lätt bris skapar en stark vertikal hastighetsgradient som kan orsaka turbulens. Förändringen i lufttemperatur med höjden styrs av konvektiv instabilitet, eftersom luften underifrån värms upp från en varm yta, blir lättare och flyter; när den stiger till områden med lågt tryck, expanderar den och strålar ut värme i rymden, vilket gör att den svalnar, blir tätare och sjunker. Som ett resultat av konvektion etableras en adiabatisk vertikal temperaturgradient i de nedre lagren av atmosfären: till exempel i jordens atmosfär minskar lufttemperaturen med höjden med 6,5 K/km. Denna situation existerar fram till tropopausen (grekiska "tropo" - vändning, "paus" - avslutning), vilket begränsar det nedre lagret av atmosfären, som kallas troposfären. Det är här som de förändringar som vi kallar vädret inträffar. Nära jorden passerar tropopausen på höjder av 8-18 km; vid ekvatorn är den 10 km högre än vid polerna. På grund av den exponentiella minskningen i densitet med höjden är 80 % av jordens atmosfär innesluten i troposfären. Den innehåller också nästan all vattenånga, och därav molnen som skapar vädret. På Venus absorberar koldioxid och vattenånga, tillsammans med svavelsyra och svaveldioxid, nästan all infraröd strålning som sänds ut från ytan. Detta ger en stark växthuseffekt, d.v.s. leder till att Venus yttemperatur är 500 K högre än vad den skulle ha i en atmosfär som är genomskinlig för infraröd strålning. De viktigaste "växthusgaserna" på jorden är vattenånga och koldioxid, som höjer temperaturen med 30 K. På Mars orsakar koldioxid och atmosfäriskt damm en svag växthuseffekt på endast 5 K. Venus heta yta förhindrar utsläpp av svavel från atmosfären genom att binda det till ytans bergarter. Venus lägre atmosfär är berikad med svaveldioxid, så det finns ett tätt lager av svavelsyramoln i den på höjder från 50 till 80 km. En obetydlig mängd svavelhaltiga ämnen finns också i jordens atmosfär, särskilt efter kraftiga vulkanutbrott. Svavel har inte registrerats i Mars atmosfär, därför är dess vulkaner inaktiva under den nuvarande epoken. På jorden ändras en stabil temperaturminskning med höjden i troposfären över tropopausen till en ökning av temperaturen med höjden. Därför finns det ett extremt stabilt lager, som kallas stratosfären (latinska stratum - lager, golv). Förekomsten av permanenta tunna aerosollager och den långa vistelsen där av radioaktiva ämnen från kärnexplosioner är direkta bevis på frånvaron av blandning i stratosfären. I den terrestra stratosfären fortsätter temperaturen att stiga med höjden upp till stratopausen och passerar på en höjd av ca. 50 km. Värmekällan i stratosfären är de fotokemiska reaktionerna av ozon, vars koncentration är maximal på en höjd av ca. 25 km. Ozon absorberar ultraviolett strålning, så under 75 km omvandlas nästan allt till värme. Stratosfärens kemi är komplex. Ozon bildas huvudsakligen över ekvatorialområdena, men dess högsta koncentration finns över polerna; detta indikerar att ozonhalten inte bara påverkas av kemi utan också av atmosfärens dynamik. Mars har också högre ozonkoncentrationer över polerna, särskilt över vinterpolen. Mars torra atmosfär har relativt få hydroxylradikaler (OH) som bryter ner ozon. Temperaturprofilerna för de jättelika planeternas atmosfärer bestäms från markbaserade observationer av planetariska ockultationer av stjärnor och från sonddata, i synnerhet från dämpningen av radiosignaler när sonden kommer in på planeten. Varje planet har en tropopaus och en stratosfär, ovanför vilka ligger termosfären, exosfären och jonosfären. Temperaturen på termosfärerna i Jupiter, Saturnus respektive Uranus är ca. 1000, 420 och 800 K. Den höga temperaturen och relativt låga gravitationen på Uranus gör att atmosfären kan sträcka sig till ringarna. Detta orsakar retardation och snabbt fall av dammpartiklar. Eftersom det fortfarande finns dammbanor i Uranus ringar måste det finnas en dammkälla där. Även om temperaturstrukturen hos troposfären och stratosfären i atmosfärerna på olika planeter har mycket gemensamt, är deras kemiska sammansättning väldigt olika. Atmosfärerna på Venus och Mars består till största delen av koldioxid, men representerar två extrema exempel på atmosfärisk evolution: Venus har en tät och varm atmosfär, medan Mars har en kall och sällsynt. Det är viktigt att förstå om jordens atmosfär så småningom kommer att komma till någon av dessa två typer, och om dessa tre atmosfärer alltid har varit så olika. Ödet för det ursprungliga vattnet på planeten kan bestämmas genom att mäta innehållet av deuterium i förhållande till den lätta isotopen av väte: D / H-förhållandet sätter en gräns för mängden väte som lämnar planeten. Vattenmassan i Venus atmosfär är nu 10-5 av massan av jordens hav. Men D/H-förhållandet på Venus är 100 gånger högre än på jorden. Om detta förhållande till en början var detsamma på jorden och Venus och vattenreserverna på Venus inte fylldes på under dess utveckling, betyder en hundrafaldig ökning av D/H-förhållandet på Venus att det en gång fanns hundra gånger mer vatten på Venus än nu. Förklaringen till detta brukar sökas inom teorin om "växthusförångning", som säger att Venus aldrig var tillräckligt kall för att vatten skulle kondensera på sin yta. Om vatten alltid fyllde atmosfären i form av ånga, ledde fotodissociationen av vattenmolekyler till frigörandet av väte, vars ljusisotop flydde från atmosfären till rymden, och det återstående vattnet berikades med deuterium. Av stort intresse är den starka skillnaden mellan jordens och Venus atmosfärer. Man tror att de moderna atmosfärerna av jordiska planeter bildades som ett resultat av avgasning av tarmarna; i detta fall frigjordes huvudsakligen vattenånga och koldioxid. På jorden var vatten koncentrerat i havet och koldioxid var bundet i sedimentära bergarter. Men Venus är närmare solen, det är varmt där och det finns inget liv; så koldioxid blev kvar i atmosfären. Vattenånga under inverkan av solljus dissocierad till väte och syre; väte flydde ut i rymden (jordens atmosfär förlorar också snabbt väte), och syre visade sig vara bundet i stenar. Det är sant att skillnaden mellan dessa två atmosfärer kan visa sig vara djupare: det finns fortfarande ingen förklaring till att det finns mycket mer argon i Venus atmosfär än i jordens atmosfär. Mars yta är nu en kall och torr öken. Under den varmaste delen av dagen kan temperaturen ligga något över vattnets normala fryspunkt, men låg Atmosfärstryck tillåter inte vatten på Mars yta att vara i flytande tillstånd: is förvandlas omedelbart till ånga. Det finns dock flera kanjoner på Mars som liknar torra flodbäddar. Vissa av dem tycks vara avskurna av kortsiktiga men katastrofalt kraftfulla vattenflöden, medan andra visar djupa raviner och ett omfattande nätverk av dalar, vilket indikerar den troliga långsiktiga existensen av låglandsfloder under de tidiga perioderna av Mars historia. Det finns också morfologiska indikationer på att de gamla kratrarna på Mars förstörs av erosion mycket mer än de unga, och detta är möjligt endast om Mars atmosfär var mycket tätare än nu. I början av 1960-talet trodde man att Mars polarlock bestod av vattenis. Men 1966 övervägde R. Leighton och B. Murray planetens värmebalans och visade att koldioxid borde kondensera i stora mängder vid polerna, och en balans mellan fast och gasformig koldioxid borde upprätthållas mellan polarlocken och polarna. atmosfär. Det är märkligt att den säsongsbetonade tillväxten och minskningen av polarlocken leder till tryckfluktuationer i Mars atmosfär med 20% (till exempel, i hytterna på gamla jetlinjer, var tryckfallet under start och landning också cirka 20%). Rymdfotografier av Mars polarmössor visar fantastiska spiralmönster och trappor som Mars Polar Lander (1999)-sonden skulle utforska, men som misslyckades med landningen. Det är inte känt exakt varför trycket i Mars atmosfär sjönk så mycket, förmodligen från några bar under de första miljarderna åren till 7 mbar nu. Det är möjligt att vittring av ytbergarter tog bort koldioxid från atmosfären och binder kol i karbonatstenar, som hände på jorden. Vid en yttemperatur på 273 K kan denna process förstöra Mars koldioxidatmosfär med ett tryck på flera bar på bara 50 miljoner år; det har uppenbarligen visat sig mycket svårt att upprätthålla ett varmt och fuktigt klimat på Mars genom solsystemets historia. En liknande process påverkar också kolhalten i jordens atmosfär. Cirka 60 bar kol är nu bundet i jordens karbonatbergarter. Uppenbarligen innehöll jordens atmosfär förr i tiden mycket mer koldioxid än nu, och temperaturen i atmosfären var högre. Den största skillnaden mellan utvecklingen av jordens och Mars atmosfär är att på jorden stödjer plattektoniken kolets kretslopp, medan den på Mars är "låst" i stenar och polarlock.
cirkumplanetära ringar. Det är konstigt att var och en av de jättelika planeterna har ringsystem, men inte en enda jordisk planet har. De som tittar på Saturnus för första gången genom ett teleskop utbrister ofta, "Tja, precis som på bilden!", när de ser dess otroligt ljusa och tydliga ringar. Men ringarna på de återstående planeterna är nästan osynliga i ett teleskop. Jupiters bleka ring upplever en mystisk interaktion med dess magnetfält. Uranus och Neptunus är omgivna av flera tunna ringar vardera; strukturen hos dessa ringar återspeglar deras resonansinteraktion med närliggande satelliter. De tre ringformiga bågarna av Neptunus är särskilt spännande för forskare, eftersom de är tydligt begränsade både i radiella och azimutala riktningar. En stor överraskning var upptäckten av Uranus smala ringar under observationen av dess täckning av en stjärna 1977. Faktum är att det finns många fenomen som på bara några decennier märkbart kunde expandera smala ringar: dessa är ömsesidiga kollisioner av partiklar , Poynting-Robertson-effekten (strålningsbromsning) och plasmabromsning. Ur praktisk synvinkel har smala ringar, vars position kan mätas med hög noggrannhet, visat sig vara en mycket bekväm indikator på partiklars omloppsrörelse. Precessionen av Uranus ringar gjorde det möjligt att belysa fördelningen av massa inom planeten. De som har varit tvungna att köra en bil med dammig vindruta mot den uppgående eller nedgående solen vet att dammpartiklar kraftigt sprider ljuset i den riktning den faller. Det är därför det är svårt att upptäcka damm i planetringar genom att observera dem från jorden, d.v.s. från solens sida. Men varje gång rymdsonden flög förbi den yttre planeten och "tittade" tillbaka fick vi bilder på ringarna i genomsläppt ljus. I sådana bilder av Uranus och Neptunus upptäcktes tidigare okända stoftringar, som är mycket bredare än de smala ringar som man känt till under lång tid. Roterande skivor är det viktigaste ämnet inom modern astrofysik. Många dynamiska teorier som utvecklats för att förklara galaxernas struktur kan också användas för att studera planetringar. Således har Saturnus ringar blivit ett objekt för att testa teorin om självgraviterande skivor. Självgravitationsegenskapen hos dessa ringar indikeras av närvaron av både spiralformade densitetsvågor och spiralformade böjningsvågor i dem, som är synliga i de detaljerade bilderna. Vågpaketet som finns i Saturnus ringar har tillskrivits planetens starka horisontella resonans med dess måne Iapetus, som exciterar spiraldensitetsvågor i den yttre Cassini-divisionen. Många gissningar har gjorts om ringarnas ursprung. Det är viktigt att de ligger innanför Roche-zonen, d.v.s. på ett sådant avstånd från planeten där den ömsesidiga attraktionen av partiklar är mindre än skillnaden i attraktionskrafterna mellan dem av planeten. Inne i Roche-zonen kan inte spridda partiklar bilda en planet för planeten. Kanske har substansen i ringarna förblivit "utantagna" sedan själva planeten bildades. Men kanske är dessa spår av en nyligen inträffad katastrof - en kollision mellan två satelliter eller förstörelsen av en satellit av planetens tidvattenkrafter. Om du samlar ihop allt ämne i Saturnus ringar får du en kropp med en radie på ca. 200 km. I ringarna på andra planeter finns det mycket mindre substans.
SMÅ KROPP AV SOLSYSTEMET
Asteroider. Många små planeter - asteroider - kretsar runt solen främst mellan Mars och Jupiters banor. Astronomer antog namnet "asteroid" eftersom de i ett teleskop ser ut som svaga stjärnor (aster är grekiska för "stjärna"). Först trodde de att det var fragment av en stor planet som en gång funnits, men sedan stod det klart att asteroider aldrig bildade en enda kropp; troligtvis kunde detta ämne inte förenas till en planet på grund av Jupiters inflytande. Enligt uppskattningar är den totala massan av alla asteroider i vår tid bara 6% av månens massa; hälften av denna massa finns i de tre största - 1 Ceres, 2 Pallas och 4 Vesta. Siffran i asteroidbeteckningen anger i vilken ordning den upptäcktes. Asteroider med exakt kända banor tilldelas inte bara serienummer utan också namn: 3 Juno, 44 Nisa, 1566 Icarus. De exakta elementen i banorna för mer än 8 000 asteroider av 33 000 som hittills upptäckts är kända. Det finns minst tvåhundra asteroider med en radie på mer än 50 km och cirka tusen - mer än 15 km. Omkring en miljon asteroider beräknas ha en radie större än 0,5 km. Den största av dem är Ceres, ett ganska mörkt och svårt föremål att observera. Särskilda metoder för adaptiv optik krävs för att urskilja ytdetaljer på även stora asteroider med markbaserade teleskop. Orbitalradien för de flesta asteroider är mellan 2,2 och 3,3 AU, denna region kallas "asteroidbältet". Men den är inte helt fylld av asteroidbanor: på avstånden 2,50, 2,82 och 2,96 AU. De är inte här; dessa "fönster" bildades under påverkan av störningar från Jupiter. Alla asteroider kretsar framåt, men banorna för många av dem är märkbart långsträckta och lutade. Vissa asteroider har väldigt nyfikna banor. Så, en grupp trojaner rör sig i Jupiters omloppsbana; de flesta av dessa asteroider är mycket mörka och röda. Asteroiderna i Amurgruppen har banor som passar eller korsar Mars omloppsbana; bland dem 433 Eros. Asteroider från Apollo-gruppen korsar jordens omloppsbana; bland dem 1533 Ikaros, närmast solen. Uppenbarligen upplever dessa asteroider förr eller senare ett farligt närmande till planeterna, vilket slutar i en kollision eller en allvarlig förändring i omloppsbanan. Slutligen har asteroider från Aton-gruppen nyligen pekats ut som en speciell klass, vars banor nästan helt ligger inom jordens omloppsbana. De är alla väldigt små. Ljusstyrkan hos många asteroider ändras med jämna mellanrum, vilket är naturligt för roterande oregelbundna kroppar. Deras rotationsperioder ligger i intervallet från 2,3 till 80 timmar och är nära 9 timmar i genomsnitt.Asteroider har sin oregelbundna form tack vare många inbördes kollisioner. Exempel på en exotisk form är 433 Eros och 643 Hector, där förhållandet mellan axlarnas längder når 2,5. Förr i tiden var hela det inre av solsystemet troligen likt det huvudsakliga asteroidbältet. Jupiter, som ligger nära detta bälte, stör kraftigt asteroidernas rörelse med sin attraktion, ökar deras hastighet och leder till en kollision, och detta förstör oftare än förenar dem. Som en ofärdig planet ger asteroidbältet oss en unik möjlighet att se delar av strukturen innan de försvinner inuti planetens färdiga kropp. Genom att studera ljuset som reflekteras av asteroider är det möjligt att lära sig mycket om sammansättningen av deras yta. De flesta asteroider, baserat på deras reflektans och färg, tilldelas tre grupper som liknar meteoritgrupper: Typ C-asteroider har en mörk yta som kolhaltiga kondriter (se Meteoriter nedan), typ S är ljusare och rödare och typ M liknar järn -nickelmeteoriter. Till exempel ser 1 Ceres ut som kolhaltiga kondriter och 4 Vesta ser ut som basalteukriter. Detta indikerar att meteoriternas ursprung är associerat med asteroidbältet. Asteroidernas yta är täckt med finkrossad sten - regolit. Det är ganska konstigt att det hålls på ytan efter nedslaget av meteoriter - trots allt har en 20 km asteroid en gravitation på 10-3 g, och hastigheten att lämna ytan är bara 10 m/s. Förutom färg är många karakteristiska infraröda och ultravioletta spektrallinjer nu kända för att användas för att klassificera asteroider. Enligt dessa data särskiljs 5 huvudklasser: A, C, D, S och T. Asteroiderna 4 Vesta, 349 Dembovska och 1862 Apollo passade inte in i denna klassificering: var och en av dem ockuperade en speciell position och blev prototypen för nya klasser, respektive V, R och Q, som nu innehåller andra asteroider. Från den stora gruppen av C-asteroider urskiljdes klasserna B, F och G därefter. Modern klassificering har 14 typer av asteroider, betecknade (i fallande ordning efter antalet medlemmar) med bokstäverna S, C, M, D, F, P, G, E, B, T, A, V, Q, R. Sedan albedo av C-asteroider är lägre än S-asteroider, observationsselektion sker: mörka C-asteroider är svårare att upptäcka. Med detta i åtanke är det C-asteroider som är den mest talrika typen. Från en jämförelse av spektra av asteroider av olika typer med spektra av rena mineral bildades tre stora grupper: primitiva (C, D, P, Q), metamorfa (F, G, B, T) och magmatiska (S, M, E, A, V, R). Ytan på primitiva asteroider är rik på kol och vatten; metamorfa innehåller mindre vatten och flyktiga ämnen än primitiva; magmatiska är täckta med komplexa mineraler, troligen bildade från smältan. Det inre området av huvudasteroidbältet är rikt befolkat av magmatiska asteroider, metamorfa asteroider dominerar i mitten av bältet och primitiva asteroider dominerar i periferin. Detta indikerar att det under bildandet av solsystemet fanns en skarp temperaturgradient i asteroidbältet. Klassificeringen av asteroider baserat på deras spektra grupperar kropparna efter deras ytsammansättning. Men om vi betraktar elementen i deras banor (halvhuvudaxeln, excentriciteten, lutningen), så särskiljs de dynamiska familjerna av asteroider, som först beskrevs av K. Hirayama 1918. De mest befolkade av dem är familjerna till Themis, Eos och koronider. Förmodligen är varje familj en svärm av fragment av en relativt nyligen kollision. En systematisk studie av solsystemet leder till att vi förstår att större kollisioner är regel snarare än undantag, och att jorden inte heller är immun mot dem.
Meteoriter. En meteoroid är en liten kropp som kretsar runt solen. En meteor är en meteoroid som flög in i planetens atmosfär och blev glödhet till att skina. Och om dess kvarleva föll till ytan av planeten kallas det en meteorit. En meteorit anses vara "fallen" om det finns ögonvittnen som observerat dess flygning i atmosfären; annars kallas det "hittad". Det finns mycket fler "hittade" meteoriter än "fallna". Ofta hittas de av turister eller bönder som arbetar på fältet. Sedan meteoriter har mörk färg och är lätt att urskilja i snön, de antarktiska isfälten, där tusentals meteoriter redan har hittats, tjänar som en utmärkt plats att leta efter dem. För första gången upptäcktes en meteorit i Antarktis 1969 av en grupp japanska geologer som studerade glaciärer. De hittade 9 fragment som låg sida vid sida, men som tillhörde fyra olika typer av meteoriter. Det visade sig att meteoriter som föll på isen på olika platser samlas där isfälten som rör sig med en hastighet av flera meter per år stannar och vilar på bergskedjor. Vinden förstör och torkar de övre islagren (torr sublimering sker - ablation), och meteoriter koncentreras på glaciärens yta. Sådan is har en blåaktig färg och är lätt att skilja från luften, vilket är vad forskare använder när de studerar platser som lovar att samla in meteoriter. Ett viktigt meteoritfall inträffade 1969 i Chihuahua (Mexiko). Det första av många stora fragment hittades nära ett hus i byn Pueblito de Allende, och enligt tradition förenades alla hittade fragment av denna meteorit under namnet Allende. Allende-meteoritens fall sammanföll med starten av Apollo-månprogrammet och gav forskare möjlighet att utarbeta metoder för att analysera utomjordiska prover. På senare år har vissa meteoriter som innehåller vita fragment inbäddade i mörkare moderbergarter visat sig vara månfragment. Allende-meteoriten tillhör kondriterna, en viktig undergrupp av steniga meteoriter. De kallas så för att de innehåller kondruler (av grekiskan. chondros, korn) - de äldsta sfäriska partiklarna som kondenserades i en protoplanetär nebulosa och sedan blev en del av senare bergarter. Sådana meteoriter gör det möjligt att uppskatta solsystemets ålder och dess ursprungliga sammansättning. Inneslutningarna av Allende-meteoriten rik på kalcium och aluminium, som var de första som kondenserade på grund av sin höga kokpunkt, har en ålder mätt från radioaktivt sönderfall på 4,559 ± 0,004 miljarder år. Detta är den mest exakta uppskattningen av solsystemets ålder. Dessutom bär alla meteoriter "historiska rekord" orsakade av långvarig påverkan av galaktiska kosmiska strålar, solstrålning och solvind på dem. Genom att undersöka skadorna orsakade av kosmiska strålar kan vi se hur länge en meteorit stannade i omloppsbana innan den föll under skyddet av jordens atmosfär. En direkt koppling mellan meteoriter och solen följer av det faktum att grundämnessammansättningen hos de äldsta meteoriterna - kondriterna - exakt upprepar solfotosfärens sammansättning. De enda grundämnen vars innehåll skiljer sig är flyktiga ämnen, såsom väte och helium, som avdunstat rikligt från meteoriter under deras avkylning, samt litium, som delvis "brändes ut" på solen i kärnreaktioner. Termerna "solsammansättning" och "kondritsammansättning" används omväxlande i beskrivningen av "receptet för solmateria" som nämns ovan. Stenmeteoriter, vars sammansättning skiljer sig från solen, kallas akondriter.
Små skärvor. Det nära solrummet är fyllt med små partiklar, vars källor är de kollapsande kärnorna av kometer och kollisioner av kroppar, främst i asteroidbältet. De minsta partiklarna närmar sig gradvis solen som ett resultat av Poynting-Robertson-effekten (den består i att solljustrycket på en rörlig partikel inte riktas exakt längs solpartikellinjen, utan som ett resultat av ljusaberration böjs tillbaka och saktar därför ner partikelns rörelse). Fallet av små partiklar på solen kompenseras av deras ständiga reproduktion, så att det i ekliptikans plan alltid finns en ansamling av damm som sprider solens strålar. På de mörkaste nätterna är det synligt som zodiakalljus, som sträcker sig i ett brett band längs ekliptikan i väster efter solnedgången och i öster före soluppgången. Nära solen passerar zodiakalens ljus till en falsk korona (F-krona, från falsk - falsk), som bara är synlig under en total förmörkelse. Med en ökning av vinkelavståndet från solen minskar ljusstyrkan hos zodiakalljuset snabbt, men vid ekliptikans antisolära punkt ökar den igen och bildar en motstrålning; detta beror på att små dammpartiklar intensivt reflekterar ljus tillbaka. Då och då kommer meteoroider in i jordens atmosfär. Hastigheten på deras rörelse är så hög (i genomsnitt 40 km/s) att nästan alla, förutom de minsta och största, brinner ut på en höjd av cirka 110 km och lämnar långa lysande svansar - meteorer eller stjärnfall . Många meteoroider är förknippade med enskilda kometers banor, så meteorer observeras oftare när jorden passerar nära sådana banor vid vissa tider på året. Till exempel finns det många meteorer runt den 12 augusti varje år när jorden korsar Perseidregnen associerad med partiklar som förlorats av kometen 1862 III. En annan regn - orionider - i regionen den 20 oktober är förknippad med damm från Halleys komet.
se även METEOR. Partiklar mindre än 30 mikron kan sakta ner i atmosfären och falla till marken utan att brännas; sådana mikrometeoriter samlas in för laboratorieanalys. Om partiklar på några centimeter eller mer består av ett tillräckligt tätt ämne, så brinner de inte heller ut helt och faller ner till jordens yta i form av meteoriter. Mer än 90 % av dem är sten; endast en specialist kan skilja dem från terrestra stenar. De återstående 10 % av meteoriterna är järn (i själva verket är de sammansatta av en legering av järn och nickel). Meteoriter anses vara fragment av asteroider. Järnmeteoriter var en gång i sammansättningen av kärnorna i dessa kroppar, förstörda av kollisioner. Det är möjligt att några lösa och flyktiga meteoriter härstammar från kometer, men det är osannolikt; troligtvis brinner stora partiklar av kometer upp i atmosfären, och bara små kvarstår. Med tanke på hur svårt det är för kometer och asteroider att nå jorden är det tydligt hur användbart det är att studera meteoriter som självständigt "ankommit" till vår planet från solsystemets djup.
se även METEORIT.
Kometer. Vanligtvis kommer kometer från solsystemets avlägsna periferi och blir under en kort tid extremt spektakulära armaturer; vid denna tidpunkt drar de till sig allmän uppmärksamhet, men mycket av deras natur är fortfarande oklart. En ny komet dyker vanligtvis upp oväntat, och därför är det nästan omöjligt att förbereda en rymdsond för att möta den. Naturligtvis kan du långsamt förbereda och skicka en sond för att möta en av de hundratals periodiska kometer vars banor är välkända; men alla dessa kometer, som gång på gång närmat sig solen, har redan blivit gamla, nästan helt förlorat sina flyktiga ämnen och blivit bleka och inaktiva. Endast en periodisk komet är fortfarande aktiv - Halleys komet. Hennes 30 framträdanden har regelbundet registrerats sedan 240 f.Kr. och namngav kometen för att hedra astronomen E. Halley, som förutspådde dess utseende 1758. Halleys komet har en omloppstid på 76 år, ett perihelavstånd på 0,59 AU. och aphelion 35 AU När den i mars 1986 korsade ekliptikans plan, rusade en armada av rymdfarkoster med femtio vetenskapliga instrument för att möta den. Särskilt viktiga resultat erhölls av två sovjetiska sonder "Vega" och den europeiska "Giotto", som för första gången överförde bilder av en kometkärna. De visar en mycket ojämn yta täckt av kratrar och två gasstrålar som forsar på den soliga sidan av kärnan. Kärnan i Halleys komet var större än förväntat; dess yta, som endast reflekterar 4 % av det infallande ljuset, är en av de mörkaste i solsystemet.
Ett tiotal kometer observeras per år, varav endast en tredjedel har upptäckts tidigare. De klassificeras ofta efter omloppsperiodens varaktighet: kort period (3 ANDRA PLANETARISKA SYSTEM
Av moderna synpunkter på bildandet av stjärnor följer att födelsen av en stjärna av soltypen måste åtföljas av bildandet av ett planetsystem. Även om detta bara gäller stjärnor som är helt lika Solen (d.v.s. enstaka stjärnor i spektralklassen G), så bör i det här fallet minst 1 % av stjärnorna i galaxen (och det är ungefär 1 miljard stjärnor) har planetsystem. En mer detaljerad analys visar att alla stjärnor kan ha planeter kallare än spektraltypen F, även de som ingår i binära system.
Under de senaste åren har det faktiskt förekommit rapporter om upptäckten av planeter runt andra stjärnor. Samtidigt är planeterna själva inte synliga: deras närvaro upptäcks av stjärnans lätta rörelse, orsakad av dess attraktion till planeten. Planetens omloppsrörelse gör att stjärnan "svajer" och periodvis ändrar dess radiella hastighet, vilket kan mätas från positionen för linjerna i stjärnans spektrum (dopplereffekten). I slutet av 1999 rapporterades upptäckten av planeter som Jupiter runt 30 stjärnor, inklusive 51 Peg, 70 Vir, 47 UMa, 55 Cnc, t Boo, u And, 16 Cyg, etc. Alla dessa är stjärnor nära solen , och avståndet till den närmaste av dem (Gliese 876) endast 15 St. år. Två radiopulsarer (PSR 1257+12 och PSR B1628-26) har också system av planeter med massor i storleksordningen jordens. Det är ännu inte möjligt att lägga märke till sådana lätta planeter i normala stjärnor med hjälp av optisk teknik. Runt varje stjärna kan du ange ekosfären, där planetens yttemperatur tillåter förekomsten av flytande vatten. Solens ekosfär sträcker sig från 0,8 till 1,1 AU. Den innehåller jorden, men Venus (0,72 AU) och Mars (1,52 AU) faller inte. Förmodligen, i något planetsystem, faller inte mer än 1-2 planeter in i ekosfären, där förhållandena är gynnsamma för livet.
DYNAMIK I ORBITAL RÖRELSE
Planeternas rörelser följer med hög noggrannhet I. Keplers (1571-1630) tre lagar, som han härledde från observationer: 1) Planeterna rör sig i ellipser, i en av vars härdar är solen. 2) Radievektorn som förbinder solen och planeten sveper ut lika stora ytor i lika tidsintervall av planetens omloppsbana. 3) Kvadraten på omloppsperioden är proportionell mot kuben för den elliptiska banans halvstoraxel. Keplers andra lag följer direkt av lagen om bevarande av rörelsemängd och är den mest allmänna av de tre. Newton fann att Keplers första lag är giltig om attraktionskraften mellan två kroppar är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem, och den tredje lagen - om denna kraft också är proportionell mot kropparnas massor. År 1873 bevisade J. Bertrand att kropparna i allmänhet bara i två fall inte kommer att röra sig runt varandra i en spiral: om de attraheras enligt Newtons omvända kvadratlag eller enligt Hookes direkta proportionalitetslag (som beskriver elasticiteten hos fjädrar). En anmärkningsvärd egenskap hos solsystemet är att den centrala stjärnans massa är mycket större än massan på någon av planeterna, så rörelsen för varje medlem av planetsystemet kan beräknas med hög noggrannhet inom ramen för problemet med rörelsen av två ömsesidigt graviterande kroppar - solen och den enda planeten bredvid den. Dess matematiska lösning är känd: om planetens hastighet inte är för hög, så rör den sig i en sluten periodisk bana, som kan beräknas exakt. Problemet med rörelse av mer än två kroppar, allmänt kallat "N-kroppsproblemet", är mycket svårare på grund av deras kaotiska rörelse i icke-slutna banor. Denna slumpmässighet i banorna är fundamentalt viktig och gör det möjligt att till exempel förstå hur meteoriter tar sig från asteroidbältet till jorden.
se även
KEPLERS LAGAR;
HIMMELSK MEKANIK;
BANA. År 1867 var D. Kirkwood den första att notera att tomma utrymmen ("luckor") i asteroidbältet är belägna på sådana avstånd från solen, där den genomsnittliga rörelsen är i jämförbarhet (i heltalstermer) med Jupiters rörelse. Med andra ord undviker asteroider banor där perioden för deras rotation runt solen skulle vara en multipel av Jupiters rotationsperiod. De två största luckorna i Kirkwood faller på proportionerna 3:1 och 2:1. Men nära 3:2-kommensurbarheten finns det ett överskott av asteroider grupperade enligt detta särdrag i Gilda-gruppen. Det finns också ett överskott av asteroider från den trojanska gruppen vid en jämförbarhet på 1:1 som rör sig i Jupiters omloppsbana 60° framåt och 60° bakom den. Situationen med trojanerna är klar - de fångas nära de stabila Lagrange-punkterna (L4 och L5) i Jupiters omloppsbana, men hur ska man förklara Kirkwood-luckor och Gilda-gruppen? Om det bara fanns luckor på mätningarna, så skulle man kunna acceptera den enkla förklaring som föreslagits av Kirkwood själv att asteroiderna kastas ut från resonansområdena av Jupiters periodiska inflytande. Men nu verkar den här bilden för enkel. Numeriska beräkningar har visat att kaotiska banor penetrerar områden i rymden nära 3:1-resonansen och att asteroidfragment som faller in i denna region ändrar sina banor från cirkulära till långsträckta elliptiska banor, och för dem regelbundet till den centrala delen av solsystemet. I sådana interplanetära banor lever meteoroider inte länge (bara några miljoner år) innan de kraschar in i Mars eller jorden, och med en liten miss kastas de ut till solsystemets periferi. Så den huvudsakliga källan till meteoriter som faller till jorden är Kirkwood-luckor, genom vilka de kaotiska banorna av asteroidfragment passerar. Naturligtvis finns det många exempel på högt ordnade resonansrörelser i solsystemet. Det är precis så satelliter nära planeterna rör sig, till exempel månen, som alltid är vänd mot jorden med samma halvklot, eftersom dess omloppsperiod sammanfaller med den axiella. Ett exempel på en ännu högre synkronisering ges av Pluto-Charon-systemet, där inte bara på satelliten, utan också på planeten, "en dag är lika med en månad." Merkurius rörelse har en mellankaraktär, vars axiella rotation och omloppscirkulation är i ett resonansförhållande på 3:2. Men inte alla kroppar beter sig så enkelt: till exempel, i en icke-sfärisk Hyperion, under inverkan av Saturnus attraktion, vänder rotationsaxeln slumpmässigt över. Utvecklingen av satellitbanor påverkas av flera faktorer. Eftersom planeterna och satelliterna inte är punktmassor, utan utsträckta föremål, och dessutom gravitationskraften beror på avståndet, attraheras olika delar av satellitens kropp, på olika avstånd från planeten, till den på olika sätt; detsamma gäller för attraktionen som verkar från sidan av satelliten på planeten. Denna skillnad i krafter orsakar havets tidvatten och ger de synkront roterande satelliterna en något tillplattad form. Satelliten och planeten orsakar tidvattendeformationer i varandra, och detta påverkar deras omloppsrörelse. Den genomsnittliga rörelseresonansen 4:2:1 för Jupiters månar Io, Europa och Ganymedes, som först studerades i detalj av Laplace i hans Celestial Mechanics (vol. 4, 1805), kallas Laplace-resonansen. Bara några dagar innan Voyager 1 närmade sig Jupiter, den 2 mars 1979, publicerade astronomerna Peale, Cassin och Reynolds "Io's melting under the action of tidal dissipation", där de förutspådde aktiv vulkanism på denna satellit på grund av dess ledande roll i bibehålla en 4:2:1 resonans. Voyager 1 upptäckte verkligen aktiva vulkaner på Io, så kraftfulla att inte en enda meteoritkrater är synlig på satellitens ytbilder: dess yta täcks av utbrott så snabbt.
BILDANDET AV SOLSYSTEMET
Frågan om hur solsystemet bildades är kanske den svåraste inom planetvetenskapen. För att svara på det har vi fortfarande lite data som skulle hjälpa till att återställa de komplexa fysikaliska och kemiska processer som ägde rum i den avlägsna eran. En teori om bildandet av solsystemet måste förklara många fakta, inklusive dess mekaniska tillstånd, kemiska sammansättning och isotopkronologidata. I det här fallet är det önskvärt att lita på verkliga fenomen som observerats nära bildande och unga stjärnor.
mekaniskt tillstånd. Planeterna kretsar runt solen i samma riktning, i nästan cirkulära banor som ligger nästan i samma plan. De flesta av dem roterar runt sin axel i samma riktning som solen. Allt detta tyder på att föregångaren till solsystemet var en roterande skiva, som naturligt bildas av komprimeringen av ett självgraviterande system med bevarande av vinkelmomentum och den åtföljande ökningen av vinkelhastigheten. (En planets rörelsemängd, eller rörelsemängd, är produkten av dess massa gånger dess avstånd från solen och dess omloppshastighet. Solens rörelsemängd bestäms av dess axiella rotation och är ungefär lika med produkten av dess massa gånger dess radie gånger dess rotationshastighet, planeternas axiella moment är försumbara.) Solen innehåller i sig 99 % av solsystemets massa, men bara ca. 1 % av hennes rörelsemängd. Teorin borde förklara varför det mesta av systemets massa är koncentrerad i solen, och den stora majoriteten av rörelsemängden finns i de yttre planeterna. De tillgängliga teoretiska modellerna för bildandet av solsystemet indikerar att solen till en början roterade mycket snabbare än den gör nu. Därefter överfördes rörelsemängden från den unga solen till de yttre delarna av solsystemet; astronomer tror att gravitationskrafter och magnetiska krafter saktade ner solens rotation och påskyndade planeternas rörelse. Sedan två århundraden tillbaka har en ungefärlig regel för den regelbundna fördelningen av planetavstånd från solen (Titius-Bode-regeln) varit känd, men det finns ingen förklaring till det. I de yttre planeternas satellitsystem kan samma regelbundenheter spåras som i planetsystemet som helhet; förmodligen hade processerna för deras bildning mycket gemensamt.
se även BODE LAG.
Kemisk sammansättning. Det finns en stark gradient i solsystemet (skillnad) kemisk sammansättning: planeter och satelliter nära solen består av eldfasta material, och det finns många flyktiga element i sammansättningen av avlägsna kroppar. Det betyder att det under bildandet av solsystemet fanns en stor temperaturgradient. Moderna astrofysiska modeller av kemisk kondensering tyder på att den ursprungliga sammansättningen av det protoplanetära molnet var nära sammansättningen av det interstellära mediet och solen: i form av massa, upp till 75 % väte, upp till 25 % helium och mindre än 1 % av alla andra element. Dessa modeller förklarar framgångsrikt de observerade variationerna i kemisk sammansättning i solsystemet. Den kemiska sammansättningen av avlägsna föremål kan bedömas på grundval av deras genomsnittliga densitet, såväl som spektra av deras yta och atmosfär. Detta skulle kunna göras mycket mer exakt genom att analysera prover av planetarisk materia, men än så länge har vi bara prover från månen och meteoriter. Genom att studera meteoriter börjar vi förstå de kemiska processerna i urnebulosan. Processen för agglomerering av stora planeter från små partiklar är dock fortfarande oklar.
isotopdata. Meteoriternas isotopsammansättning indikerar att bildandet av solsystemet ägde rum för 4,6 ± 0,1 miljarder år sedan och varade inte mer än 100 miljoner år. Anomalier i isotoper av neon, syre, magnesium, aluminium och andra element indikerar att explosionsprodukterna från en närliggande supernova kom in i det i processen med kollapsen av det interstellära molnet som födde solsystemet.
se även ISOTOPER ; SUPERNOVA .
Stjärnbildning. Stjärnor föds i processen av kollaps (kompression) av interstellära gas- och stoftmoln. Denna process har ännu inte studerats i detalj. Det finns observationsfakta som chockvågor från supernovaexplosioner kan komprimera interstellär materia och stimulera kollapsen av moln till stjärnor.
se även GRAVITATIONSKOLLAPSER. Innan en ung stjärna når ett stabilt tillstånd genomgår den ett stadium av gravitationssammandragning från den protostellära nebulosan. Grundläggande information om detta stadium av stjärnutvecklingen erhålls genom att studera unga T Tauri-stjärnor. Tydligen är dessa stjärnor fortfarande i ett tillstånd av kompression och deras ålder överstiger inte 1 miljon år. Vanligtvis är deras massor från 0,2 till 2 solmassor. De visar tecken på stark magnetisk aktivitet. Spektrana för vissa T Tauri-stjärnor innehåller förbjudna linjer som endast visas i gas med låg densitet; dessa är förmodligen rester av en protostellär nebulosa som omger stjärnan. T Tauri-stjärnor kännetecknas av snabba fluktuationer i ultraviolett och röntgenstrålning. Många av dem har kraftfull infraröd strålning och spektrallinjer av kisel - detta indikerar att stjärnorna är omgivna av dammmoln. Slutligen har T Tauri-stjärnor kraftfulla stjärnvindar. Man tror att i tidig period I sin evolution passerade solen också genom T Oxen-stadiet, och att det var under denna period som flyktiga element tvingades ut ur solsystemets inre regioner. Vissa medelstora stjärnor som bildar en kraftig ökning i ljusstyrka och skalutkastning på mindre än ett år. Sådana fenomen kallas FU Orion-bloss. Åtminstone en gång upplevdes ett sådant utbrott av en T Tauri-stjärna. Man tror att de flesta unga stjärnor går igenom ett FU Orionic flare stadium. Många ser orsaken till utbrottet i det faktum att från tid till annan ökar ansamlingshastigheten på den unga stjärnan av materia från gasdammskivan som omger den. Om Solen också upplevde en eller flera flammor av Orionian FU-typ tidigt i sin evolution, måste detta ha haft en stark effekt på flyktiga ämnen i det centrala solsystemet. Observationer och beräkningar visar att det alltid finns rester av protostellär materia i närheten av en stjärna som bildar. Den kan bilda en sällskapsstjärna eller ett planetsystem. Faktum är att många stjärnor bildar binära och multipla system. Men om följeslagarens massa inte överstiger 1% av solens massa (10 massor av Jupiter), kommer temperaturen i dess kärna aldrig att nå det värde som är nödvändigt för att termonukleära reaktioner ska inträffa. En sådan himlakropp kallas en planet.
Teorier om bildning. Vetenskapliga teorier för bildandet av solsystemet kan delas in i tre kategorier: tidvatten, accretionär och nebulos. De sistnämnda lockar just nu störst intresse. Tidvattenteorin, som tydligen först föreslogs av Buffon (1707-1788), kopplar inte direkt samman bildandet av stjärnor och planeter. Det antas att en annan stjärna som flög förbi solen, genom tidvatteninteraktion, drog ut ur den (eller från sig själv) en stråle av materia från vilken planeterna bildades. Denna idé stöter på många fysiska problem; till exempel, hett material som kastas ut av en stjärna ska sprutas ut, inte kondenseras. Nu är tidvattenteorin impopulär eftersom den inte kan förklara solsystemets mekaniska egenskaper och presenterar dess födelse som en slumpmässig och extremt sällsynt händelse. Accretionsteorin antyder att den unga solen fångade materialet i det framtida planetsystemet och flög genom ett tätt interstellärt moln. I själva verket finns unga stjärnor vanligtvis nära stora interstellära moln. Inom ramen för ackretionsteorin är det dock svårt att förklara gradienten för den kemiska sammansättningen i planetsystemet. Den nebulära hypotesen som Kant föreslog i slutet av 1700-talet är den mest utvecklade och allmänt accepterade nu. Dess huvudidé är att solen och planeterna bildades samtidigt från ett enda roterande moln. Krympande förvandlades den till en skiva, i mitten av vilken solen bildades, och i periferin - planeterna. Observera att denna idé skiljer sig från Laplaces hypotes, enligt vilken solen först bildades av ett moln, och sedan, när den drog sig samman, slet centrifugalkraften av gasringar från ekvatorn, som senare kondenserades till planeter. Laplace-hypotesen står inför fysiska svårigheter som inte har övervunnits på 200 år. Den mest framgångsrika moderna versionen av nebulärteorin skapades av A. Cameron och kollegor. I deras modell var den protoplanetära nebulosan ungefär dubbelt så massiv som det nuvarande planetsystemet. Under de första 100 miljoner åren stötte den bildade solen aktivt ut materia från den. Sådant beteende är karakteristiskt för unga stjärnor, som kallas T Tauri-stjärnor efter prototypens namn. Fördelningen av tryck och temperatur hos nebulosans materia i Camerons modell stämmer väl överens med gradienten för solsystemets kemiska sammansättning. Det är alltså mest troligt att solen och planeterna bildades av ett enda, kollapsande moln. I dess centrala del, där densiteten och temperaturen var högre, bevarades endast eldfasta ämnen, och även flyktiga ämnen bevarades i periferin; detta förklarar gradienten för den kemiska sammansättningen. Enligt denna modell bör bildandet av ett planetsystem följa med den tidiga utvecklingen av alla stjärnor som solen.
Planetens tillväxt. Det finns många scenarier för planeternas tillväxt. Kanske har planeterna bildats som ett resultat av slumpmässiga kollisioner och att små kroppar som kallas planetesimals klibbade ihop. Men kanske små kroppar förenades till större på en gång i stora grupper som ett resultat av gravitationsinstabilitet. Det är inte klart om planeterna ackumulerades i en gasformig eller gasfri miljö. I en gasnebulosa jämnas temperaturfallen ut, men när en del av gasen kondenseras till dammpartiklar, och den kvarvarande gasen sveps bort av stjärnvinden, ökar nebulosans genomskinlighet kraftigt och en kraftig temperaturgradient uppstår i systemet. Det är fortfarande inte helt klart vilka tider som är karakteristiska för gaskondensering till dammpartiklar, ansamling av dammkorn i planetesimaler och ansamling av planetesimaler till planeter och deras satelliter.
LIV I SOLSYSTEMET
Det har föreslagits att liv i solsystemet en gång existerade bortom jorden, och kanske existerar nu. Tillkomsten av rymdteknik gjorde det möjligt att börja testa denna hypotes direkt. Kvicksilver var för varmt och saknade atmosfär och vatten. Venus är också väldigt het - bly smälts på ytan. Möjligheten till liv i det övre molnskiktet av Venus, där förhållandena är mycket mildare, är inget annat än en fantasi. Månen och asteroiderna ser helt sterila ut. Stora förhoppningar knöts till Mars. Sett genom ett teleskop för 100 år sedan gav system av tunna raka linjer - "kanaler" - då anledning att tala om konstgjorda bevattningsanläggningar på Mars yta. Men nu vet vi att förhållandena på Mars är ogynnsamma för livet: kall, torr, mycket förtärnad luft och som ett resultat stark ultraviolett strålning från solen, som steriliserar planetens yta. Instrument från vikingalandningsblocken upptäckte inte organiskt material i Mars jord. Det finns visserligen tecken på att klimatet på Mars har förändrats avsevärt och en gång kan ha varit mer gynnsamt för livet. Det är känt att det i det avlägsna förflutna fanns vatten på Mars yta, eftersom detaljerade bilder av planeten visar spår av vattenerosion, som påminner om raviner och torra flodbäddar. Långtidsvariationer i klimatet på mars kan vara förknippade med en förändring av polaxelns lutning. Med en lätt ökning av planetens temperatur kan atmosfären bli 100 gånger tätare (på grund av avdunstning av is). Det är alltså möjligt att liv på Mars en gång funnits. Vi kommer att kunna besvara denna fråga först efter en detaljerad studie av jordprover från Mars. Men deras leverans till jorden är en svår uppgift. Lyckligtvis finns det starka bevis för att av de tusentals meteoriter som hittats på jorden kom minst 12 från Mars. De kallas SNC-meteoriter, eftersom de första av dem hittades nära bosättningarna Shergotty (Shergotti, Indien), Nakhla (Nakla, Egypten) och Chassigny (Chassignoy, Frankrike). Meteoriten ALH 84001 som finns i Antarktis är mycket äldre än de andra och innehåller polycykliska aromatiska kolväten, möjligen av biologiskt ursprung. Man tror att den kom till jorden från Mars, eftersom förhållandet mellan syreisotoper i det inte är detsamma som i terrestra stenar eller icke-SNC-meteoriter, utan samma som i EETA 79001-meteoriten, som innehåller glas med inneslutningar av bubblor , där sammansättningen av ädelgaser skiljer sig från jorden, men motsvarar Mars atmosfär. Även om det finns många organiska molekyler i atmosfären på jätteplaneter, är det svårt att tro att liv skulle kunna existera där i avsaknad av en fast yta. I den meningen är Saturnus satellit Titan mycket mer intressant, som inte bara har en atmosfär med organiska komponenter, utan också en fast yta där fusionsprodukter kan samlas. Det är sant att temperaturen på denna yta (90 K) är mer lämplig för flytande syre. Därför är biologernas uppmärksamhet mer attraherad av Jupiters måne Europa, även om den saknar en atmosfär, men som tydligen har ett hav av flytande vatten under sin isiga yta. Vissa kometer innehåller nästan säkert komplexa organiska molekyler som går tillbaka till bildandet av solsystemet. Men det är svårt att föreställa sig livet på en komet. Så tills vi har bevis för att liv i solsystemet existerar var som helst utanför jorden. Man kan ställa frågor: vad har vetenskapliga instruments förmåga i samband med sökandet efter utomjordiskt liv? Kan en modern rymdsond upptäcka närvaron av liv på en avlägsen planet? Kan till exempel rymdfarkosten Galileo ha upptäckt liv och intelligens på jorden när den flög förbi den två gånger i gravitationsmanövrar? På bilderna av jorden som överfördes av sonden var det inte möjligt att märka tecken på intelligent liv, men signalerna från våra radio- och tv-stationer som fångades av Galileo-mottagarna blev uppenbara bevis på dess närvaro. De skiljer sig helt från strålningen från naturliga radiostationer - norrsken, plasmasvängningar i jordens jonosfär, solflammor - och förråder omedelbart närvaron av en teknisk civilisation på jorden. Och hur visar sig orimligt liv? TV-kameran Galileo tog bilder av jorden i sex smala spektralband. I 0,73 och 0,76 µm-filtren verkar vissa områden av landet gröna på grund av den starka absorptionen av rött ljus, vilket inte är typiskt för öknar och klippor. Det enklaste sättet att förklara detta är att någon bärare av ett icke-mineraliskt pigment som absorberar rött ljus finns på planetens yta. Vi vet med säkerhet att denna ovanliga absorption av ljus beror på klorofyll, som växter använder för fotosyntes. Ingen annan kropp i solsystemet har en så grön färg. Dessutom registrerade den infraröda spektrometern Galileo närvaron av molekylärt syre och metan i jordens atmosfär. Närvaron av metan och syre i jordens atmosfär indikerar biologisk aktivitet på planeten. Så vi kan dra slutsatsen att våra interplanetära sonder kan upptäcka tecken på aktivt liv på planeternas yta. Men om livet är gömt under Europas isskal, är det osannolikt att en enhet som flyger förbi kommer att upptäcka det.
Geografisk ordbok
