Слънчева система

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Мозайка на планетите в Слънчевата система, включвайки Луната ( съотношението в размерите не е действително и Венера е представена без нейната атмосфера)

Слънчевата система е група астрономически обекти, включваща Слънцето и всички обекти на орбита около него — астероиди, комети, планети, планети джуджета, спътници, междупланетарен прах и газ. Всички те са образувани при разпадането на молекулярен облак преди около 4,6 млрд. години.

Основната част от масата на обектите в орбита се съдържа в осемте относително отдалечени една от друга планети, чиито орбити са с форма, близка до окръжност, лежащи върху почти плосък диск, наричан еклиптика. Четирите по-малки вътрешни планети (Меркурий, Венера, Земя и Марс), наричани земеподобни планети, са съставени главно от скали и метали. Четирите външни планети (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), наричани газови гиганти, са по-масивни и са съставени предимно от водород и хелий.

Слънчевата система включва и две области с концентрация на по-малки обекти. Астероидният пояс, разположен между орбитите на Марс и Юпитер, е сходен по състав на земеподобните планети, а намиращите се извън орбитата на Нептун транснептунови обекти са съставени главно от замръзнали вода, амоняк и метан. За пет обекта в тези две области се смята, че са достатъчно масивни, за да бъдат заоблени от собствената си гравитация, поради което са класифицирани като планети джуджета – това са Церера, Плутон, Хаумея, Макемаке и Ерида. В орбита около шест от планетите и три от планетите джуджета се движат естествени спътници, а външните планети имат и планетарни пръстени от прах и други частици.

Размерите на Слънчевата система обикновено се измерват в съотносимост към средното разстояние между Земята и Слънцето, наричано астрономическа единица (AU- Astronomical Unit). Най-близко до Слънцето е планетата Меркурий – средно на 0,387 AU, а най-отдалечена планета е Нептун – средно на 30,068 AU. Слънчевият вятър, поток от плазма, идващ от Слънцето, образува своеобразен балон в междузвездната среда, наричан хелиосфера и достигащ далеч отвъд последните небесни тела на Слънчевата система. Хипотетичният облак на Оорт, откъдето се предполага, че идват кометите с дълъг орбитален период, би трябвало да е разположен на разстояние от Слънцето около хиляда пъти по-голямо от хелиосферата.

Структура[редактиране | редактиране на кода]

Основният компонент на Слънчевата система е Слънцето, звезда от клас G2 в главната последователност, която съдържа 99,86% от известната маса на системата и е доминираща в гравитационно отношение.[1] Четирите най-големи тела, обикалящи около Слънцето, газовите гиганти, съдържат 99% от останалата маса, като само Юпитер и Сатурн включват повече от 90%.

Общата структура на известните области от Слънчевата система включва Слънцето, четири относително малки вътрешни планети, заобиколени от пояс скални астероиди, и четири газови гиганта, заобиколени от замръзнали малки обекти в пояса на Кайпер. Понякога тази структура се разглежда като няколко самостоятелни области — вътрешна Слънчева система, включваща четирите земеподобни планети и астероидния пояс, и външна Слънчева система, включваща четирите газови гиганта.[2] След откриването на пояса на Кайпер най-външните части на Слънчевата система се приемат за отделна област, съставена от всички обекти извън орбитата на Нептун.[3]

Орбитите на повечето големи обекти, обикалящи около Слънцето, лежат в равнини близки до тази на земната орбита, която е наричана еклиптична равнина. Орбитите на планетите са много близки до нея, докато кометите и обектите от Пояса на Кайпер често имат орбити под значителен ъгъл спрямо земната.[4][5] Освен това всички планети и повечето други обекти се движат по орбитите си в посоката на въртене на Слънцето — срещу посоката на часовниковата стрелка, гледано от северния полюс на Слънцето. Сред изключенията от това правило е Халеевата комета.

Видове обекти[редактиране | редактиране на кода]

Слънчевата система съдържа разнообразни тела, които попадат в различни категории. Противно на предишните научни схващания, за много от тези категории вече се знае, че не са ясно разграничени. Възприети са следните категории:

  • Слънцето, звезда от спектрален клас G2, която съдържа 99,86% от масата на системата.
  • Планетите в Слънчевата система са осемте тела, наричани Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
    • Сравнително големи тела на орбита около планетите се наричат спътници, понякога още „луни“ аналогично на естествения спътник на Земята — Луната.
    • Прах и малки частици на орбита около планетите, формиращи планетни пръстени.
    • Малки по размери обекти, създадени от човека, на орбита около Земята, а понякога и около други планети (виж изкуствен спътник и космически апарат).
    • Планетите са се формирали от предпланетарни тела, които са съществували скоро след зараждането на Слънчевата система и впоследствие са кондензирали в по-големи тела като планети и спътници, били са погълнати от Слънцето или изхвърлени от Слънчевата система.
  • Астероидите са обекти, по-малки от планетите. Повечето от тях са съставени от неизменчиви минерали. Разделени са на астероидни групи и астероидни семейства според специфичните си орбитални характеристики.
    • Астероидни спътници се наричат астероиди на орбита около други астероиди. Те не са ясно разграничими както планетните спътници, като понякога са почти толкова големи, колкото партньора си.
    • Троянските астероиди представляват астероиди в точките L4 или L5 на Юпитер, въпреки че понякога понятието се използва за астероиди в коя да е планетна точка на Лагранж.
    • Метеоритите представляват астероиди, преминали и частично сублимирали в земната атмосфера, преди да достигнат земната повърхност. Метеорите са малки астероиди, които сублимират напълно в земната атмосфера.
  • Кометите представляват тела, съставени предимно от лед. Техните орбити са силно ексцентрични, перихелият им е по-близък до Слънцето от орбитите на вътрешните планети, а афелият им е отвъд орбитата на Плутон. Съществуват и комети с по-близък афелий. Стари комети, чиито летливи елементи се се изпарили под действието на слънчевата топлина, често се категоризират като астероиди. Някои комети с хиперболични орбити вероятно са се образували извън Слънчевата система.
  • Кентаврите са ледени тела, подобни на комети, но с по-малко ексцентрични орбити, оставащи в района между Юпитер и Нептун.
  • Транснептуновите обекти са ледени тела, чийто среден орбитален радиус лежи отвъд този на Нептун. Те се разделят на:
    • обекти от пояса на Кайпер с радиус на орбитата между 30 и 100 AE. Предполага се, че са източник на кометите с краткотраен живот. Обекти от пояса с орбити подобни на Плутоновата са наричани плутини. Към тази група спадат също Плутон и неговите спътници. (Преди 2006 г. Плутон се считаше за планета.)
    • Обекти от облака на Оорт (в момента хипотетични) с радиус на орбитата между 50 000 и 100 000 AE. Този район се смята за източник на кометите с дълготраен живот.
  • В Слънчевата система има известно количество космически прах, който е причина за зодиакалната светлина. Повечето от космическия прах се намира в равнината на еклиптиката. Част от него вероятно е с междузвезден произход.
Сравнително представяне на планетите в Слънчевата система, Слънцето и Плутон (размерите на планетите и Слънцето са действителни, но не и разстоянията между тях)
Отляво надясно: Слънцето, Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон
Планетите от Слънчевата система заедно с техните основни спътници и Слънцето на заден план

Произход и еволюция[редактиране | редактиране на кода]

За Слънчевата система се счита, че се е формирала от Слънчевата мъглявина – сгъстен облак от газ и прах дал началото на Слънцето. Под въздействието на собствената си гравитация мъглявината приема формата на въртящ се диск, в центъра на който се намира протозвездата (младото Слънце), набираща материал от диска. Когато протозвездата стане достатъчно масивна и плътна, в нейното ядро започват да текат термоядрени реакции, пораждащи слънчев вятър и електромагнитно лъчение, под действието на които летливите елементи, намиращи се близко до звездата, „мигрират“ в централните части и периферията на протопланетарния диск. Поради тази причина се счита, че е невъзможно газови гиганти да се формират в близост до звезда, понеже интензивната слънчева радиация не би позволила натрупването на значителни количества летливи елементи като водород и хелий.

В продължение на много години Слънчевата система беше единствената позната планетарна система. В последните години обаче зачестиха откритията на планети около други звезди, чиито свойства изглеждат различни от която и да била планета в Слънчевата система. Открити са клас планети, наречени Горещи юпитери, често по-масивни от Юпитер и намиращи се на ниска орбита около тяхната звезда, често извършвайки едно пълно завъртане в рамките на няколко месеца. Според една хипотеза тези планети са се зародили сравнително далече от своята звезда подобно на Юпитер, но чрез някакъв механизъм са слезли на по-ниска орбита. Една възможна причина за това явление е навлизането на планетарната система в сравнително гъст облак от междузвезден газ и прах с последващо триене на планетата със съставките на облака и снижаване на нейната орбита. С намаляване на радиуса на орбитата нарастват приливните сили на звездата, които, от друга страна, се стремят да издигнат планетата на по-висока орбита и така се постига равновесие. Във всички случаи обаче много по-малките по размери земеподобни планети биват погълнати от други планети или от звездата или биват изхвърлени от планетната система.

Засега единствената известна планета, на която има живот, е планетата Земя.

Галактическа орбита[редактиране | редактиране на кода]

Слънчевата система е част от галактиката Млечен път — спирална галактика с диаметър от около 100 000 светлинни години и съдържаща приблизително 200 милиарда звезди. Слънцето е типична за Млечния път звезда.

По някои изчисления Слънчевата система се намира между 25 000 и 28 000 светлинни години от галактичния център. Тя се движи със скорост от 220 km/s по орбитата си около галактичния център и извършва едно пълно завъртане за 226 млн. години. Спрямо положението на Слънчевата система втората космическа скорост на Млечния път е около 1000 km/s.

Освен това, Слънчевата система се движи и спрямо Галактическата равнина, като ту изскача над равнината, ту потъва под нея. Това движението наподобява синусоида, която пресича равнината веднъж на всеки 33 млн. години, а всеки период трае около 65 милиона години.

Слънчевата система има необичайно кръгова орбита, а орбиталната ѝ скорост е равна на вълните на сгъстяване в спиралните ръкави на Млечния път. По този начин тя остава извън тези вълни на сгъстяване, в които се формират нови масивни звезди. Те често експлодират като свръхнови и с интензивното си лъчение биха представлявали опасност за живота на Земята, ако бяха по-близо. Това, че се намират далече от Земята, вероятно е направило възможно зараждането на сложни многоклетъчни форми на живот на земната повърхност.

Откриване и изследване[редактиране | редактиране на кода]

В продължение на много векове Слънчевата система е разглеждана в рамките на геоцентричния модел, който не позволява правилно разбиране на нейната същност и структура. С подобряване на методите за наблюдение се раждат и нови теории за Слънчевата система. Първата значима стъпка е направена от Николай Коперник, който предлага хелиоцентричния модел. Задоволително кинематично обяснение на движението на планетите е дадено малко по-късно от Йохан Кеплер, а Исак Нютон създава и динамичен модел на движението на небесните тела.

Със започването на космическата ера, множество изследвания на обекти от Слънчевата система се извършват от космически апарати (предимно автоматични) на различни космически агенции. Първият апарат, достигнал до друго небесно тяло, е съветският Луна 2, разбил се на повърхността на Луната през 1959 г. Повърхността на Венера е достигната през 1965 г., на Марс — през 1976 г., на астероида 433 Ерос — през 2001 г. и на спътника на Сатурн Титан — през 2005 г.

Следните космически апарати са се сближили с обекти от Слънчевата система или са ги изследвали от орбита: Маринър 10, сближил се с Меркурий през 1975 г.; двата апарата от мисията Вояджър, посетили Юпитер през 1979 г. и Сатурн през 1980–1981 г. Вояджър 2 посещава още и Уран през 1986 г. и Нептун през 1989 г. В началото на 21 век двата апарата се намират далеч зад орбитата на Плутон, на разстояние, по-голямо от 95 AU. Очаква се в рамките на няколко години те да навлязат в хелиопаузата.

Най-далечният обект, достигнат от пилотирани космически апарати до момента, е Луната, посетена от мисиите Аполо. Последното кацане на пилотиран апарат на Луната е това на Аполо 17 през 1972 г. Към 2005 г. съществуват планове за нови пилотирани мисии дотам, както и за изграждане на обитаеми лунни бази на повърхността. За кацане на пилотиран апарат на повърхността на Марс обаче няма сериозни планове.

Въпреки че основните принципи за произхода на планетите се считат за разбрани, има някои важни неизяснени въпроси. Единият от проблемите е парадоксът с въртящия момент. Въпреки че в Слънцето е съсредоточена почти 99,9% от масата на цялата система, то притежава само 0,5% от общия въртящ момент. Останалите 99,5% се падат на орбиталния въртящ момент на планетите. Също така загадка е и наклонът от 7° на екваториалната плоскост на Слънцето спрямо средната орбитална плоскост на планетите.[6]

Други планетарни системи[редактиране | редактиране на кода]

Планетарни системи, различни от Слънчевата система, са известни от сравнително скоро и информацията за тях все още е ограничена. Виж екзопланета за повече информация.

Параметри на основните планети[редактиране | редактиране на кода]

Сравнително представяне на орбитите на планетите в Слънчевата система в милиони километри. Правоъгълникът на всяка планета означава интервала на орбиталното ѝ разстояние. Забележете, че Плутон (горната част на графиката в зелено), понякога е по-близо до Слънцето от Нептун (в синьо).

Параметри спрямо земните:

* Венера се върти по посока на часовниковата стрелка, за разлика от всички други планети (виж също въртене на Уран).
** Преди 2006 г. Плутон се е считал за планета. С нарастване на разбирането за телата, изграждащи Слънчевата система, се установи, че Плутон има повече общи черти с обектите от пояса на Кайпер, отколкото с останалите планети.
Планета Екваториален диаметър Маса Орбитален радиус Орбитален период Денонощие (дни) Брой спътници
Меркурий 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6 няма
Венера 0,949 0,82 0,72 0,615 -243* няма
Земя 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1
Марс 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03 2
Юпитер 11,2 318 5,20 11,86 0,414 63
Сатурн 9,41 95 9,54 29,46 0,426 62
Уран 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718 27
Нептун 3,81 17,2 30,06 164,79 0,671 13
Плутон (до 2006 г.)** 0,24 0,0017 39,5 248,5 6,5 5

От всички други обекти, с най-голяма маса е Ганимед – 0,02 земни маси.

Параметри на някои малки планети[редактиране | редактиране на кода]

Някои обекти имат размери по-малки от тези на основните планети, но по-големи от астероидите.

Само един планетоид (1 Церера) се намира във вътрешната част на Слънчевата система. Всички други планетоиди са разположени в периферията (в пояса на Кайпер или облака на Оорт).

Всички параметри са коефициенти спрямо земните:

Планетоид Екваториален диаметър Маса Орбитален радиус Орбитален период Денонощие (дни)
1 Церера 0,075 0,000 158 2,767 4,603 0,3781
90482 Оркус 0,066 – 0,148 0,000 10 – 0,001 17 39,47 248 неизв.
28978 Иксион ~0,083 0,000 10 – 0,000 21 39,49 248 неизв.
(55636) 2002 TX300 0,0745 неизв. 43,102 283 неизв.
20000 Варуна 0,066 – 0,097 0,000 05 – 0,000 33 43,129 283 0,132 или 0,264
50000 Кваоар 0,078 – 0,106 0,000 17 – 0,000 44 43,376 285 неизв.
90377 Седна 0,093 – 0,141 0,000 14 – 0,001 02 76-990 11500 20

Външна граница и мащаб[редактиране | редактиране на кода]

Отвън навътре в Слънчевата система се наблюдават граничен шок, слънчева обвивка и хелиопауза.

Поради огромните разстояния между изграждащите я тела е трудно да се състави точен модел на Слънчевата система. Ако мислено смалим Земята до размерите на баскетболна топка, то Луната ще бъде голяма приблизително колкото топка за тенис на корт и ще обикаля около Земята на разстояние от около 6 m. В такъв случай Слънцето би стояло на 3 km от Земята и би имало формата на кълбо с диаметър от около 27 m или по-високо от десететажна сграда. Плутон би изглеждал малко по-малък от топката за тенис, символизираща Луната, и би бил отдалечен на цели 120 km от Слънцето.

Други факти[редактиране | редактиране на кода]

Истинските разстояния в Слънчевата система са такива, че практически е невъзможно тя да бъде начертана мащабно точно. Нейните графики по учебници и книги са изключително неточни, тъй като за представянето ѝ в истинския мащаб биха били необходими стотици листове. На диаграма на Слънчевата система в мащаб, при който Земята е сведена до диаметър на грахово зърно, Юпитер ще бъде на разстояние 300 m, а Плутон – на километър и половина (като самият той ще бъде с размер колкото на една бактерия). В същия мащаб Проксима от Центавър, най-близката до нас звезда, ще бъде почти на разстояние 1000 km. Дори ако всичко се намали, така че Юпитер да бъде толкова малък, колкото точката в края на това изречение, а Плутон не е по-голям от една молекула, Плутон пак ще бъде на разстояние над 10 m.[7]

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Woolfson, M. The origin and evolution of the solar system. // Astronomy & Geophysics 41. 2000. DOI:10.1046/j.1468-4004.2000.00012.x. с. 1.12.
  2. An Overview of the Solar System. // nineplanets.org. Посетен на 15 февруари 2007.
  3. Alexander, Amir. New Horizons Set to Launch on 9-Year Voyage to Pluto and the Kuiper Belt. // The Planetary Society, 2006. Архив на оригинала от 2006-02-22. Посетен на 8 ноември 2006.
  4. Levison, Harold F и др. The formation of the Kuiper belt by the outward transport of bodies during Neptune’s migration (PDF). // 2003. Посетен на 25 юни 2007.
  5. Levison, Harold F и др. From the Kuiper Belt to Jupiter-Family Comets: The Spatial Distribution of Ecliptic Comets. // Icarus 127 (1). 1997. DOI:10.1006/icar.1996.5637. с. 13-32.
  6. Heller, C. H. Encounters with protostellar disks. I – Disk tilt and the nonzero solar obliquity. // The Astrophysical Journal 408. 1993.Kroupa, P. The dynamical properties of stellar systems in the Galactic disc. // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 277. 1995.
  7. Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything, Transworld Publishers, London 2003

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]