Солнечная Система: размеры, масса, скорость, возраст, планеты и спутники
332
Рейтинг:

Солнечная Система: размеры, масса, скорость, возраст, планеты и спутники

Солнечная Система («systema solare» лат.) — это наша космическая улица, если так можно выразиться, на которой расположен наш дом — Земля и другие семь крупных соседей, а также огромное количество более мелких обитателей. Всех нас объединило Солнце — желтый карлик спектральной классификации G2V. Размеры этого карлика все же впечатляют 1 392 000 километров в диаметре, что в 109 раз больше нашей с вами планеты. Неудивительно, что именно Солнце составляют основную массу всей системы и лишь жалкие 0,014% приходятся на все планеты, спутники, астероиды и остальные тела в ней.

Характеристики Солнечной Системы

Характеристики Солнечной Системы, которые мы рассмотрим в данной статье:

  • Масса
  • Размеры
  • Возраст
  • Скорость
  • Состав
  • Планеты земной группы
  • Планеты-гиганты

Масса Солнечной Системы

Раз уж затронули массу, то с неё и начнем. Измеряется этот показатель в солнечных массах M☉ и равен 1,0014. Чтобы перевести значение в килограммы, нужно умножить это число на массу Солнца 1,9885⋅1027 тонн — получаем 1,9912839⋅1030 кг. Без степеней это невероятные 1 991 283 900 000 000 000 000 000 000 000 кг, что произносится как 1 ундециллион 991 дециллион 283 нониллиона 900 октиллионов килограммов! Можно и по-другому, с помощью кратных десятичных приставок СИ выразить в тоннах, но даже так не очень удобно: 1 миллион 991 тысяча 283 целых и 9 десятых Ит, поскольку приставка иотта является самой большой на данный момент. Вот почему, когда речь заходит о космосе, применяются совсем иные величины, в данном случае единица измерения M☉ гораздо удобнее, чем килограмм или тонна.

Размеры Солнечной Системы

Размеры Солнечной Системы исчисляются астрономическими единицами. 1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца и составляет 149 597 870 700  метров. В качестве начала границ СС принято считать достаточно крупный и массивный Пояс Койпера, состоящих из малых тел, оставшихся после формирования Солнечной Системы. Находится он на удалении примерно в 30 — 50 а.е. или от 4 487 936 121 до 7 479 893 535 км от Солнца.

Помимо Пояса Койпера существует еще одна интересная область — Облако Оорта. Гипотетический сферический объект, состоящий из сотен миллиардов медленно плывущих ледяных обломков. Расстояние до этого места от 50 000 до 100 000 а.е. и тут уже впору говорить о еще больших единицах измерения дистанций в космосе, а именно о световом годе. 1 световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме со скоростью 299 792 458 м/с за 365,25 дней. В километрах это 9 460 730 472 580 800 (9 квадриллионов 460 триллионов 730 миллиардов 472 миллиона 580 тысяч 800 километров) или приблизительно 9,46⋅1012. Если переводить световой год в астрономические единицы, то получится примерно такое соотношение 1 св.год ~ 63 241,08 а.е. Таким образом Облако Оорта находится на отдалении от Солнца примерно от 0,79 до 1,58 св.лет.

Внешнюю границу Облака Оорта принято считать гравитационным краем нашей СС. Дальше этого места, находящего примерно в 2 св.годах от Солнца, наша звезда не способна удерживать вокруг себя никакой объект. Здесь солнечный ветер сталкивается с межзвездной средой и наступает, так называемая, Гелиопауза, которая по сути и является самым последним рубежом СС. Сферическая область внутри Гелиопаузы именуется Гелиосферой, как раз в ней по сути и заключена вся наша Солнечная Система. По сводке Nasa в 2018 году искусственный спутник Вояджер-2 был как раз на границе СС, а его предшественник Вояджер-1, который был запущен еще в далеком 1977 году, уже преодолел этот рубеж. Сейчас уже оба объекта покинули гелиосферу.

Гелиопауза
Гелиосфера

Возраст Солнечной Системы

Возраст Солнечной Системы ученые измеряют с помощью радиоизотопного датирования. Данный метод позволяет определить сколько лет назад возникли те или иные минералы. Земные объекты для этих целей не подходят, поэтому исследования ведутся на метеоритных обломках. Одним из старейших и наиболее изученных небесных камней является пятитонный углистый метеорит Альенде, найденный в мексиканском суверенном штате Чиауау в 1969 году. Возраст находки оценивается примерно в 4 567 000 000 лет. Соответственно примерно 4,57 млрд.лет назад в результате катастрофически быстрого сжатия газопылевого облака, именуемого гравитационным коллапсом, зародилась наша Солнечная Система. Возраст Солнца примерно 4,6 млрд.лет, а возраст Земли около 4,54 млрд.лет. Луна возникла на 300 миллионов лет позже.

Скорость Солнечной Системы

Скорость Солнечной Системы, а именно быстрота перемещения Солнца и всех объектов внутри Гелиосферы вокруг центра нашей галактики Млечный Путь, удаленного от нас на 25 000 св.лет, составляет около 200 — 250 км/с или 720 000 — 900 000 км/час. Несмотря на такую большую скорость нашей СС требуется около 230 миллионов лет для совершения одного полного оборота. На данный момент мы путешествуем в Местном Межзвездном Облаке, находящемся в области разреженного горячего газа неправильной формы, именуемого Местный пузырь, который в свою очередь расположен в Рукава Ориона.

Солнечная Система в Млечном Пути
Координаты Солнечной Системы в галактике Млечный Путь

Наша планета вращается вокруг Солнца со скоростью 107 218 км/час, а вокруг своей оси 1674 км/час. Что касается нашего единственного естественного спутника, то скорость вращения Луны вокруг Земли составляет 1,023 км/с или 3682,8 км/час.

Состав Солнечной Системы

Состав Солнечной Системы помимо Солнца включает в себя 8 планет и их 205 спутников, 5 карликовых планет и их 9 спутников, 384 малых тела и их 403 спутника, 3650 комет, 959 001 астероидов и бесчисленное количество метеоритов, болидов, метеоров, метеороидов и других менее крупных объектов.

Химический состав Солнечной Системы практически идентичен составу Солнца, поскольку более 99,8% массы в ней занимает именно оно. Наше светило на 73,5% состоит из водорода и 24,9% из гелия. Любопытно, что по сути и вся наша Вселенная состоит из этих двух компонентов в примерно таком же соотношении. Из оставшихся 1,6% солнечного вещества половина приходится на кислород, 0,3% углерода, далее примерно по 0,1% каждого из этих химических элементов: железо, неон, азот, кремний, магний, сера. Кроме этих составляющих звезда содержит еще 82 примеси общей долей всего 0,04% от всей массы. Более подробно химический состав Солнца и всех его областей в 2009 году описали астрофизики Nicolas Grevesse, Martin Asplund, Jacques Sauval и Pat Scott в своей работе «The chemical composition of the Sun».

Солнце, как основа всей СС, привлекает наибольшее внимание со стороны исследователей. В 2010 году благодаря Обсерватории солнечной динамики (SDO) от Nasa было установлено десятилетнее наблюдение, результаты которого в январе этого года стали доступны широкому кругу любителей астрономии.


Видео об изменении Солнца за 10 лет с 2010 по 2020 год

Планеты Солнечной Системы

Планеты Солнечной Системы по порядку от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. До 2006 года Плутон считался девятой планетой, однако из-за своих размеров был причислен Международным астрономическим союзом к карликовым планетам. Помимо Плутона в СС на сегодняшний день открыты еще 4 малых планеты: Церера, Эрида, Макемаке и Хаумеа. В итоге мы имеем 5 планет-карликов и 8 планет, из которых 4 планеты-гиганты и 4 относятся к земной группе.

Планеты земной группы

Планеты земной группы, Меркурий, Венера, Земля и Марс расположены во внутренней области Солнечной Системы, окруженной главным поясом астероидов. Эти планеты имеют атмосферу и твердую оболочку с плотным металлическим ядром внутри, покрытым слоем кремниевой мантии. Верхний слой их твердой оболочки — тонкая кора из силикатных пород и оплавленной мантии. Общая масса всех 4 планет 10,85⋅1021 тонн, что составляет лишь около 5 триллионных долей всей массы СС.

Самой маленькой по размерам (4879,4 км в диаметре) и массе (3,33 ⋅1023 кг) планетой Солнечной Системы является Меркурий, названный в честь римского бога торговли. Она же и самая ближайшая к Солнцу, между ними всего 59,7 млн.км. Температура поверхности планеты достигает отметки +427 °C . Орбита Меркурия самая короткая и поэтому год там длится чуть менее 88 дней. Увидеть эту небесное тело с Земли можно лишь в недолгий отрезок времени после заката или до восхода Солнца. Кто и когда впервые увидел его и открыл миру, к сожалению, неизвестно. Первые космические корабли были отправлены туда в 1974 году, а в ближайшее время, в 2025 году, будет направлен аппарат BepiColombo.

Венера, она же римская богиня любви, по размерам и массе наиболее приближена к Земле. Она также, как и Меркурий, не имеет спутников, а температура поверхности там еще больше +462 °C . Данный факт объясняется парниковым эффектом. Год на Венере длится менее 225 дней, а вот сутки там самые длинные в Солнечной Системе — 5832 часа! День на Венере длится больше, чем год. Кроме того, она вращается в противоположном направлении от движения большинства других планет. Кто и когда впервые увидел Венеру также не известно. В 1610 году Галилео Галилей наблюдал смены фаз планеты, а в 1761 М. В. Ломоносов открыл её атмосферу. Венера на небе «горит» ярче звезд и наблюдать её легко незадолго до восхода — «утренняя звезда» или через некоторое время после захода Солнца — «вечерняя звезда».

Венера на небе
Венера на вечернем небосклоне

Земля — самая плотная планета в Солнечной Системе (5,52 г/см³) и имеет самую большую массу в малой группе планет — 5,97⋅1024 кг, а также наибольший диаметр по экватору — 12756,2 км. Кроме того, только у нас есть гидросфера, из которой и зародилась жизнь около 3,5-4 млрд. лет назад. Расстояние до единственного естественного спутника Луны 384 467 км.

Марс, названный в честь римского бога войны, является наиболее удаленной планетой земной группы. Красная, из-за минерала маггемита, планета примерно в 10 раз легче Земли (6,41⋅1023 кг), а диаметр её экватора меньше нашего примерно вдвое — 6 792,4 км‬. Из-за своей удаленности от Солнца (228 млн.км) Марс имеет суровый климат. Температура на поверхности там может опуститься до -153°C, а скорость ветра достигает 170 км/ч. Марсианские сутки длятся 24 часа 37 минут, а год почти 687 дней. У Марса есть 2 спутника: Фобос и Деймос — «страх» и «ужас» в переводе с латинского. Саму планету первыми открыли древние египтяне в 10-15 веке до н.э. В 16 веке н.э. Тихо Браге определил, что скорость движения Марса отличается от других планет. Первым в телескоп его увидел все тот же Галилей в 1610 году.

Планеты-гиганты

Юпитер (верховный римский бог-громовержец) — самая крупная планета Солнечной Системы. Его диаметр 139 820 км (по экватору ‭142 984 км), что в 11 раз больше, чем у Земли. Длина окружности экватора 439 263,8 км. Объем около 1321 земных, а масса около 1,9⋅1027 кг, что в 318 раз тяжелее нашей планеты. Являясь газовым гигантом, Юпитер, подобно Солнцу состоит в основном из Водорода 89,8% и Гелия 10,2%. В её атмосфере бушуют сильные ветры. Наиболее сильный шторм, известный с 17 века, именуется Большим красным пятном. Скорость ветра там достигает 539 км/ч. Размер пятна вот уже более 90 лет постоянно уменьшается и сейчас оно около 24–40 тыс.км в длину и 12–14 тыс. км в ширину. Кроме того, Юпитер имеет 4 ряда колец, открытых в 1979 году. Их общая толщина около 23 тыс. км. Юпитер имеет 79 спутников: 53 имеют названия, а 26 с временным наименованием (Provisional moons). Наибольший спутник — Ганимед, являющийся самым крупным спутником в Солнечной Системе. Его диаметр на 388,6 км больше Меркурия! Расстояние от Юпитера до Солнца 778,3 млн.км, средняя температура поверхности там около -130°C. Сутки самые короткие в СС, всего около 10 часов, год длится 4333 дня. Юпитер, подобно, планетам земной группы был известен людям с древности. Первым в телескоп его наблюдал Галилей в 1610 году. Он же и открыл первые спутники, названные Галилеевыми: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто. В 1973 году КА «Пионер 10» достиг первым достиг Юпитера, а в 2016 КА «Юнона» прибыла к поверхности планеты для углубленного изучения атмосферы, внутренней структуры и магнитосферы в поисках ответа о происхождении и эволюции этого газового гиганта.

Юпитер с телескопа Хаббл
Центральный циклон на северном полюсе Юпитера с КА «Юнона»

Сатурн — шестая планета Солнечной Системы, названная в честь римского бога земледелия. Второй по величине газовый гигант в нашей СС имеет примерно такой же состав, как и Юпитер. Диаметр Сатурна в 9 раз больше земного и составляет 116 464 км. Масса в 95 раз больше, чем у Земли — 516,3⋅1024 кг. Расстояние от Солнца 1,43 млрд. км. Год на этой планете длится 10 759 дней (29,5 лет), а сутки проходят за 10,7 час. Средняя температура на Сатурне около -178°C, скорость ветра в 3,3 раза больше, чем на Юпитере и местами достигает 1800 км/ч. Планета имеет 82 спутника (53 имеют название и 29 временное наименование) и занимает первое место по этому показателю в СС. Однако примечательна она не этим, а прежде всего своими 10 рядами колец, которые впервые были замечены все тем же Галилеем в 1610 году. Удивительно, что толщина большинства этих колец не превышает 10 метров!

Фото Сатурна с Международной автоматической станции "Кассини"
Фото Сатурна с Международной автоматической станции «Кассини»

Уран — это ледяной гигант с температурой поверхности -224°C, состоящий более чем на 80% из воды, метана и аммиака. Первые наблюдатели принимали это небесное тело за звезду. Сохранились записи английского физика-астронома Джона Флемстида, который в 1690 году зарегистрировал Уран как звезду 34 в созвездии Тельца. Планетой он был открыт в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем, который хотел изначально назвать свое открытие Georgium Sidus — «Звезда Георга» в честь правящего тогда Георга III. Лишь спустя более полувека с подачи немецкого астронома Иоганна Элерта Боде планета стала именоваться Уран, в честь греческого бога неба. Диаметр Урана 50 724 км (в 4 раза больше Земли), масса 86,8⋅1024 кг ( в 14,5 раз больше Земли). Расстояние до Солнца около 3 млрд. км. Год на Уране длится 30 687 дней, т.е. 84 года, а сутки проходят за 17 часов 14 минут. Планета наклонена к своей орбите на 97,77 ° и словно «лежит на боку» — такого в Солнечной Системе больше не встретить. Уран имеет 27 спутников и 2 ряда колец, открытые в 1977 году.

Фотография Уран в 12,7 млн. км от космического аппарата "Вояджер 2"
Фотография Урана в 12,7 млн. км от космического аппарата «Вояджер 2» 14 января 1986 года

Нептун после исключения Плутона из числа планет стал последнем в списке. По своему составу это ледяной гигант близок к Урану и имеет схожий диаметр 49 244 км и массу 102,4⋅1024 кг. Из-за своей удаленности (4,47 млрд. км от Солнца) планету открыли позже остальных, в 1846 году с помощью математических расчетов, а не наблюдением. Год длится 60 190 дней (165 лет), а сутки 16 часов. Температура поверхности на Нептуне -214°C, а скорость ветра самая большая в СС и достигает немыслимых 2160 км/ч! У этой планеты, как и всех в группе гигантов, есть кольца, но они, как и у Юпитера, очень слабо развиты и впервые были замечены в 1968 году. На данный момент у Нептуна насчитывается 14 спутников.

Снимок Нептуна через зеленый и оранжевый фильтры на узкоугольной камере КА "Вояджер 2"
Снимок Нептуна через зеленый и оранжевый фильтры с КА «Вояджер 2»