Методы исследования солнечной системы кратко. Новые научные исследования планет Солнечной системы. У Солнечной системы обнаружили «хвост»
После освоения Луны ученье перешли к изучению планет Солнечной системы. Двенадцатого февраля 1961 года к ближайшей планете — Венере — была направлена советская автоматическая станция «Венера-1». Она достигла орбиты планеты через три месяца.
В 1962 году в Париже проходила Международная конференция по космосу, на которой, помимо прочих, обсуждался вопрос: удастся ли послать космическую станцию на Марс до 1980 года или нет. К Марсу ракету удалось запустить гораздо раньше — в том же 1962 году. Советская ракета была названа «Марс-1». В ответ на запросы с Земли был получен 61 сигнал, передавший на Землю всевозможную информацию о планете. Однако в марте 1963 года связь с ракетой прервалась и больше не была восстановлена.
В мае 1971 года были запущены еще две советские ракеты: «Марс-2» и «Марс-3». Они должны были провести комплексное изучение поверхности планеты и окружавшего его пространства. С «Марса-3» был послан спускаемый аппарат, который впервые в истории произвел мягкую посадку на поверхность планеты. Он передал информацию на «Марс-3», а оттуда она была послана на Землю.
Затем советские ученые послали к этой планете автоматические станции «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7». Благодаря этим станциям были сделаны первые фотографии поверхности Марса.
При изучении фотографий обнаружилось, что поверхность Марса неровная. Она делится на светлые участки, так называемые материки, и темные, серо-зеленые «моря». Участки «суши» занимают около 75% от всей поверхности планеты. Перепады высот составляют от 14 до 16 км, но имеются и вулканические горы, достигающие высоты 27 км.
Как и поверхность Луны, она покрыта многочисленными кратерами, которые имеют самые разнообразные размеры и форму. Они все же не такие глубокие, как на Луне, но значительно пире. Крупнейшие из кратеров достигают высоты более двух десятков километров и имеют основания диаметром в 500-600 км. Ученье полагают, что на Марсе активно шла вулканическая деятельность, которая закончилась несколько сотен миллионов лет назад, т. е. в сравнении с возрастом планеты сравнительно недавно.
Между кратерами обнаружены складки, разломы и трещины. В среднем они имеют длину несколько сотен километров и десятки в ширину. Глубина достигает нескольких метров.
Благодаря космическим аппаратам стало известно, что поверхность планеты является пустыней, на которых нет никаких признаков жизни. Там часто бывают сильные бури, поднимающие тучи песка. Бывает, что скорость ветра достигает сотен метров в секунду.
Целью спускаемого аппарата «Марс-6» являлось изучение пространства над поверхностью планеты. Он перешел через атмосферу и собрал данные о ее структуре, которые были переданы на борт автоматической лаборатории, а оттуда - на Землю.
Атмосфера на Марсе находится в разреженном состоянии. Она состоит из 95% углекислого газа, 3% азота, 1,5% аргона, 0,15% кислорода и очень малого количества водяного пара. Некоторые формы рельефа Марса — длинные каньоны, напоминающие русла рек, и ровные поверхности, как бы сглаженные ледниками, дают возможность ученым сделать вывод, что на планете была вода. Вероятно, в настоящее время она имеется на поверхности планеты в виде мерзлоты, которая занесена песком и пылью. Некоторые ученые даже высказывают предположение, что в недрах планеты вода может оставаться в жидком виде. Однако пока она не была найдена, несмотря на то что внутреннее строение Марса тоже более-менее изучено.
Одновременно с изучением Марса советские ученые посылали автоматические станции и к Венере. Первой была послана «Венера-1», затем «Венера-2». Однако эти аппараты мало что могли сообщать о поверхности планеты. Венера продолжала оставаться для ученых самой таинственной планетой, так как сквозь плотный покров облачности ничего нельзя сказать о ее поверхности. Впервые поверхности Венеры достиг аппарат «Венера-3», а следующий, «Венера-4», впервые совершил плавный спуск в атмосфере.
Исследования атмосферы были выполнены исследовательской станцией «Венера-7». Благодаря полученным данным стало известно, что на планете сформировались очень суровые условия: температура поднимается до 750° К, давление достигает 100 атмосфер. Атмосфера состоит из 97% углекислого газа, 3% азота, очень малого количества водяного пара и кислорода. Кроме того, а атмосфере обнаружены SO2, H2S, CO, HF. Наибольшая концентрация водяного пара — около 1% — наблюдается на высоте примерно 50 км. Облака Венеры на 75% состоят из серной кислоты. Из-за парникового эффекта на поверхности Венеры нет никаких признаков воды.
Многие ученые были разочарованы после получения этих данных, так как надеялись, что именно на Венере может существовать флора и даже фауна, похожая на земную. Однако надежда: обнаружить на планете жизнь не оправдались.
В 1975 году были запушены два советских автоматических спутника «Венера-9» и «Венера-10». Спускаемым аппаратам удалось совершить мягкую посадку на поверхности планеты. Через три года на планету были направлены еще два аппарата: «Венера-11» и «Венера-12», а в 1981-1982 годах — «Венера-13» и «Венера-14».
В 1983 году были запущены автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16». Достигнув орбиты, они превратились в спутники планеты, продолжая проводить комплексные исследования атмосферы и поверхности планеты. Одним из методов исследований явилось радиолокационное картографирование поверхности северного полушария Венеры.
Помимо данных об атмосфере, на Земле были получены фотографии поверхности планеты и образцы грунта. Выяснилось, что на Венере, как и на Марсе, имеются горы, кратеры и разломы, однако они сравнительно редки. Около 90% поверхности составляют равнины, покрытые камнями и плитами самых разных размеров. Оставшиеся 10% составляют три вулканические области: вулканическое плато Иштар, занимающее площадь, равную земному материку Австралия. Высшей точкой является гора Максвелл (ее высота составляет 12 км). Что касается грунта, то его состав не намного отличается от состава земных осадочных пород.
Благодаря шестнадцати станциям ученым удалось очень много узнать об атмосфере, поверхности и внутреннем строении Венеры. Однако полученных данных еще недостаточно для того, чтобы делать окончательные выводы о развитии этой планеты. Поэтому исследования Венеры, по всей видимости, будут продолжаться.
Американские ученые также принимали участие в изучении двух ближайших к нам планет: Венеры и Марса. В 1962 году отправлена станция «Маринер-2» к Венере, а в 1964-1965 годах — «Маринер-4» к Марсу.
Станция, направленная к Венере, приблизилась на расстояние 35 км к ее поверхности. Аппаратура не зафиксировала следов сильного магнитного поля и радиационных поясов. Была уточнена масса планеты (выяснилось, что она составляет 0,81 массы Земли). Американцы тоже искали на Венере следа: хотя бы белковых форм жизни, но не обнаружили ее.
«Маринер-4» выполнила снимки поверхности и изучила атмосферу Марса. Поначалу на снимках не обнаружили и следов тех каналов, которые, по мнению астрономов XIX века, являлись признаками существования развитых цивилизаций. Причина была в тем, что фотографии были малоконтрастными, к тому же повлияли возможные помехи при работе радиотехнической аппаратуры.
После того как фотографии были получены на Земле, прошло около двух лет, прежде чем их смогли очистить от дефектов и поверхность Марса предстала перед астрономами такой, какой была на самом деле. После этого на фотографиях стали отчетливо видны многочисленные каналы и странные детали рельефа, происхождение которых до сих пор не выяснено.
Больше всего споров и сегодня вызывает знаменитое «лицо», обнаруженное на поверхности Марса. Некоторые полагают, что оно было сделано местными жителями или инопланетянами для того, чтобы сообщить о существовании какой-то внеземной цивилизации. Однако большинство исследователей полагают, что это всего лишь одна из причудливых форм рельефа, выглядевшая на фотографии как гигантское лицо благодаря упавшая на нее тени.
Что касается жизни на Марсе, то и в 70-х годах XX века, несмотря на полученные данные, многие не оставляли надежды обнаружить на «красной планете» не просто жизнь, а высокоразвитую цивилизацию. Многочисленные фотографии пустынной планеты без каких-либо следов деятельности разумных существ не принимались за достаточные доказательства.
Один из американских астрономов заявил, что «Маринер-4» сделал фотографии не только поверхности Марса, но и Земли, причем они имели одинаковый масштаб. При этом лишь на одной фотографии Земли можно было обнаружить следы деятельности человека: просеку в лесу. Поэтому для того чтобы доказать наличие или отсутствие цивилизации на Марсе, по мнению американских ученых, необходимы фотографии, сделанные хотя бы с десятикратным увеличением.
В 1969 году станции «Маринер-6» и «Маринер-7» вновь отправились к Марсу, чтобы продолжить изучение этой планеты и сделать фотографии более высокого качества. На этот раз предметом их наиболее пристального внимания стали ледяные шапки. Многие ученые еще до этой экспедиции высказывали сомнения в том, что это именно лед, так как присутствие такого большого количества заледеневшей воды не объясняет сухость и разреженность атмосферы Марса. Высказывались предположения, что полярные марсианские папки в действительности состоят из замерзшей углекислоты. Однако в этом случае должно было образоваться вещество, похожее на сухой лед: оно неустойчиво и быстро превращается в газ уже при -78°. Однако температура на Марсе поднимается и выше этой отметки, а марсианские папки не меняют свою форму.
После того как были получены данные о толщине южной папки Марса, добавилась еще одна загадка, которую ученые не могли разгадать.
В то же время было обнаружено, что атмосфера Марса не содержит примеси азота — элемента, входящего в атмосферу Земли. Интересно, что кислорода там намного больше, чем на Земле. Это дало ученым возможность сделать вывод, что на Марсе когда-то росли, а возможно, и сейчас имеются растения, интенсивно выделяющие кислород. На Земле в специальной лаборатории был даже проведен успешный опыт по выращиванию земных растений — ржи, риса, кукурузы и огурцов в атмосфере, не содержащей азота.
Марс и Венера — ближайшие к нам планеты Солнечной системы. Они обладают наиболее сходными с Землей физическими условиями и поэтому являются самыми интересными объектами для изучения. Однако они не единственные вызывают пристальный интерес астрономов уже на протяжении веков.
Другие планеты тоже подверглись изучению астрономов. В 1974 году космическая станция «Маринер-10» была направлена к Меркурию. Пролетев на расстоянии 700 км от поверхности планеты, он выполнил фотографии, по которым можно судить о рельефе этой маленькой и наиболее близко расположенной к Солнцу планеты. До тех пор в распоряжении астрономов имелись фотографии, сделанные с Земли с помощью мощных телескопов.
Благодаря фотографиям, выполненным космической станцией, стало известно, что поверхность Меркурия покрыта кратерами и напоминает Луну. Кратеры чередуются с холмами и долинами, но разница высот не так велика, как на Луне.
Следующем объектом изучения стал Юпитер. В1977 году к нему были посланы американские космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Они сделали фотографии Юпитера и галилеевских спутников.
На сегодняшний день астрономы обнаружили 16 спутников Юпитера. Четыре из них: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты еще Галилеем. Остальные обнаружили позднее. Астрономы полагают, что планета-гигант захватывает небольшие астероиды и превращает их в свои спутники.
Большинство спутников, в том числе два ближайшие к планете, было открыто уже в XX веке с началом эры межпланетных полетов. Разглядеть их в телескоп не удавалось. Информация об этих спутниках была получена с помощью космических станций «Пионер» (направленной к Юпитеру в 1973 году), «Вояджер-1» и «Вояджер-2».
Юпитер — необычная планета. Многие ее загадки не раскрыты до сих пор. Правда, благодаря летавшим к ней космическим станциям о Юпитере удалось узнать много нового.
На сегодняшний день известно, что Юпитер намного крупнее остальных планет. Если бы он был массивнее еще в восемьдесят раз, то в его недрах начались бы реакции ядерного синтеза, которые превратили бы его в звезду. Но этого не произошло, и он остался планетой.
По составу Юпитер отличается от других планет Солнечной системы. Преобладавшими элементами, как и на Солнце, являются водород и гелий, из-за этого планета не имеет твердой поверхности. Тем не менее она окружена подобием атмосферы. В ее состав, кроме водорода, входят аммиак, метан, небольшое количество молекул воды и другие элементы.
Юпитер имеет красноватый оттенок. Полагают, что он возник из-за присутствия в атмосфере красного фосфора и, не исключено, молекул органики, которые могли бы появиться из-за частых электрических разрядов.
На Юпитере имеются разноцветные параллельные светлые и темные полосы облаков и так называемое Большое Красное пятно. Облака постоянно меняют свею форму и окрашены в разные цвета: красные, коричневые, оранжевые, что говорит о наличии в атмосфере химических соединений. Они довольно плотные, но сквозь них все же можно рассмотреть поверхность планеты, разделенную на сектора. По их передвижению и была определена скорость вращения: экваториальный сектор вращается со скоростью 9 часов 50 минут 30 секунд.
На фотографии, выполненной «Вояджером», можно заметить Большое Красное пятно. Астрономы ведут за ним наблюдения уже более трехсот лет, однако природа этого загадочного явления до сих пер не понятна до конца. Предполагают, что пятно представляет собой громадный атмосферный вихрь. Было замечено, что с течением времени оно меняет размер, цвет и яркость. Кроме того, Большое Красное пятно вращается против часовой стрелки.
Послать к планете спускаемые аппараты невозможно. Поэтому изучение негостеприимной планеты пришлось проводить из космоса. Наряду с Юпитером «Вояджеры» провели наблюдения за спутниками. Самым древним из всех выглядит Каллисто. Его поверхность покрыта кратерами, которые образовались от ударов метеоритов.
Следующей планетой, к которой были направлены космические аппараты «Пионер» и «Вояджеры», стал Сатурн. Строение этой планеты во многом напоминает Юпитер: она тоже не имеет твердей поверхности и покрыта облаками. Они намного гуще, чем на Юпитере, поэтому сквозь них практически невозможно разглядеть поверхность планеты. Сходство доходит до того, что на Сатурне тоже имеется пятно, однако оно гораздо меньше, чем на Юпитере, и имеет более темную окраску. Его называют Большим Коричневым пятном.
Вокруг Сатурна обращается 17 спутников, большинство из которых было открыто только благодаря полетам космических аппаратов. Самый крупный из них, Титан, по размерам превосходит Меркурий и имеет свою атмосферу. Почти все остальные спутники состоят изо льда, некоторые имеют примесь горных пород.
Вокруг Сатурна обнаружено 7 колец. Им присвоены названия D, C, В, A, F, G, E (в порядке удаленности от поверхности планет). Три из них, А, В и С, можно увидеть с Земли в телескоп, о них было известно уже давно. Остальные открыты в XX веке. В 1979 году космическая станция «Пионер-11» обнаружила кольцо F, состоящее из трех отдельных колечек. В следующем году было подтверждено предположение астрономов о том, что планета может иметь еще два кольца: «Вояджер-1» обнаружил существование колец D и Е. Кроме того, эта же станция зафиксировала наличие кольца G.
В 1986 году «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна и передал на землю около 9 тыс. фотографий поверхности планеты. Благодаря этой космической станции была получена новая информация о Нептуне. В частности, было зафиксировано вращение его магнитного поля, благодаря чему астрономам удалось доказать вращение самой планеты.
Выяснилось, что Нептун по плотности превосходит другие планеты-гиганты. Это объясняется, по всей видимости, наличием в ее недрах тяжелых элементов. Атмосфера состоит из гелия и водорода. Ученые полагают, что большую или даже всю поверхность Нептуна занимает океан из воды, насыщенный ионами. Мантия, также по предположениям, состоит изо льда и составляет 70% всей массы планеты.
«Вояджер» приблизился к Нептуну на расстояние 4900 км от слоя облаков и обнаружил непонятное темное образование, которое впоследствии было названо Большим Темным пятном. Станция использовалась также и для метеорологических исследований и изучения спутников. Помимо известных в то время Тритона и Нереиды, было открыто еще шесть спутников, причем один из них, Протеус, имеет довольно крупные размеры: 400 км в диаметре, тогда как размеры остальных колеблются от 50 до 190 км.
С помощью «Вояджера» было сделано еще одно открытие: Нептун окружают незамкнутые кольца, которые астрономы назвали арками. Однако более точной информации об этих образованиях пока нет.
Астрономы изучают не только планеты, но и другое тела Солнечной система. В космос запушены специальные устройства, ведущие постоянные наблюдения за одним из самых интересных и таинственных объектов — кометы Галлея. Это самая яркая из периодических комет Солнечной системы. Как известно, она появляется на небе с периодичностью в 76 лет.
Уже много столетий люди имеют возможность наблюдать это небесное тело, однако и на сегодняшний день о ней известно далеко не все. Астрономы наблюдали ее уже 29 раз. Рассчитывают, что в очередной, тридцатый раз появится возможность получить о ней больше сведений.
Напрашивается вопрос, почему комета Галлея вызывает такой сильный интерес астрономов? Ради чего все эти сложные разработки и приготовления? Дело в тем, что, по мнению ученых, в теле кометы могли сохраниться остатки газово-пылевой туманности — вещества, из которого, как предполагают, образовались все тела Солнечней системы. Поэтому более детальное изучение строения и состава кометы, как полагали космогонисты, даст возможность окончательно сформулировать гипотезу происхождения Солнечной системы, получить сведения о начальной стадии формирования планет, о процессах, которые происходили при этом.
Была разработана специальная программа, согласно которой в 1984 году в направлении Венеры были запущены две межпланетные станции, имеющие на борту планетные и кометные зонды. Примерно через шесть месяцев станции достигли ближайшей к нам планеты.
Затем от АУС отделились зонда. Пройдя через атмосферу, они передали информацию на борт АМС, которые продолжали двигаться по запланированной траектории, приближаясь к комете Галлея.
Ученье, в частности биохимики, выяснили, что основой всего огромного разнообразия форм жизни на Земле являются всего несколько молекул, которые можно создать в лабораторных условиях. Атомы, молекулы и даже аминокислоты уже обнаружены в составе звезд, в межзвездных пылевых облаках и каменных метеоритах. Однако эту материю еще нельзя назвать живой, способной к осуществлению обмена веществ и размножению.
В 1976 году американцы для этих целей в очередной раз направили к Марсу две автоматические межпланетные станции «Викинг». Спускаемые аппараты достигли поверхности планеты и провели исследования грунта на предмет обнаружения микробов на углеродной основе. Полученные данные оказались настолько неопределенными, что биологи до сих пор не могут сделать окончательных выводов.
Однако поиск бактерий или необычной флоры может представлять интерес только для ученых. Большинство людей на Земле мечтают о контакте с внеземной цивилизацией, с братьями по разуму. На эту тему было написано множество фантастических книг и снято больное количество фильмов. Люди отдают себе отчет, что встреченная цивилизация может оказаться не дружественной, а враждебной, и тогда землянам может быть нанесен непоправимый урон.
И все же земляне продолжают искать в космосе иные цивилизации.
Какова же вероятность, что во Вселенной существуют другие обитаемые планеты? Известно, что Солнце, вокруг которого обращается Земля, является всего лишь одной из 100 млрд. звезд системы «Млечный путь». Кроме нее, на сегодняшний день с Земли можно наблюдать около 1 млрд. галактик. Сколько же разумных цивилизаций может существовать во Вселенной? Этим подсчетом решили заняться ученые К. Саган, Ф. Дрейк и И. Шкловский. Они подсчитали количество звезд в Галактике. Затем они исключили те из них, вокруг которых не обращаются планеты. Изучив оставшееся планетные системы, ученые высчитали примерное количество планет, имеющих подходящие условия для жизни. Затем они прикинули, на скольких планетах жизнь смогла бы развиться до уровня цивилизованных разумных организмов, которые могли бы вступить в контакт с землянами.
Иосиф Самуилович Шкловский (1916—1985) долгое время занимался этим вопросом. Он полагал, что наука не сможет однозначно ответить на этот вопрос, так как перед нею имеется только один пример — земная цивилизация. Этого очень мало для того, чтобы делать точные выводы.
Несмотря на сравнительную близость (по космическим меркам) планет, бoлee-мeнee хорошо изучены только две из них: Венера и Марс. Что касается остальных планет, то две их загадки до еж пор не раскрыты. Астрономы могут только делать предположения о существования точно таких же планетарных систем, но долгое время ни одна из них не была обнаружена.
Шкловский полагал, что после начала работы орбитального оптического телескопа с диаметром зеркала 2,4 м появится возможность начать изучение планетарных систем. И действительно, в конце XX века американские астронома смогли обнаружить планеты, обращающиеся вокруг Барнарда — звезды, находящейся на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца. Однако пока ничего не известно о том, пригодны ли они для жизни.
Самым лучшим способом поиска цивилизаций в космосе стали бы полеты к другим звездам. Но пройдет еще немало десятилетий, а возможно, и столетий, пока они станут реальными. Технические возможности, существующие на сегодняшний день, не позволяют сделать это. Даже если удалось бы отправить корабль к ближайшей звезде — альфа Центавра, путешествие заняло бы тысячи лет.
В 1987 году в бескрайнее космическое пространство были запушены космические аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11». На их бортах имеются пластинки с посланием представителям внеземных разумных цивилизаций.
Запуск космических аппаратов к звездам продолжает оставаться неоправданно дорогим, несмотря на то что такой полет дает множество новых научных данных, которые передаются на Землю. Поэтому самым доступным сегодня средством обнаружения следов внеземных цивилизаций являются радиотелескопы. С их помощью астронома не только надеются получить их сообщения, но и сами посылают сигналы в космос.
Человечество только вступило на путь поисков внеземных цивилизаций. Аппаратура с каждым годам становится все совершеннее, и возможно, что уже недалек тот день, когда сигналы с другой планеты (если только они были посланы) будут получены и расшифрованы.
Детальные разработки программы поиска во вселенной разумных существ начались с начала 70-х годов. Именно тогда началось осуществление проекта «Циклоп». Для этих целей использовался гигантский телескоп, состоящий из большого количества радиотелескопов. Вся система была компьютеризирована.
В середине 80-х годов астрономы выдвинули предложение провести серьезные международные поиски внеземных цивилизаций. Тогда затраты должны Сыпи составить несколько миллиардов долларов. Впоследствии появились более экономичные возможности для поиска сигналов в пределах 100 св. лет от Земли требовался только радиотелескоп и компьютер. Полагают, что наиболее высокая вероятность обнаружения сигнала существует в интервале частот от 1400 до 1730 МГц.
С помощью гигантских телескопов, которые использовались для проекта «циклоп», можно будет искать сигналы в радиусе 1000 св. лет. В будущем антенны для приема сигналов будут установлены не только на Земле, но и на Луне.
Пожалуй, всем известно, что кусочек Вселенной, приютивший нас, зовется Солнечной системой. Горячая звезда вместе с окружающими ее планетами начала свое формирование около 4,6 млрд лет назад. Тогда произошел части молекулярного межзвездного облака. Центр коллапса, где скопилась большая часть вещества, впоследствии стал Солнцем, а окружившее его протопланетное облако породило все прочие объекты.
Информация о Солнечной системе первоначально собиралась лишь во время наблюдения за ночным небом. По мере усовершенствования телескопов и других приборов ученые узнавали все больше об окружающем нас космическом пространстве. Однако все самые интересные факты о Солнечной системе удалось получить лишь после - в 60-х годах прошлого века.
Состав
Центральный объект нашего кусочка Вселенной — это Солнце. Вокруг него обращается восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Дальше последнего размещаются так называемые Транснептуновые объекты, в число которых входит и Плутон, лишенный в 2006 году статуса планеты. Его и еще несколько космических тел отнесли к малым планетам. Восемь главных после Солнца объектов подразделяются на две категории: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и огромные планеты Солнечной системы, интересные факты о которых начинаются с того, что они практически полностью состоят из газа. К ним относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Между Марсом и Юпитером пролегает Астероидный пояс, где расположено множество астероидов и малых планет неправильной формы. За орбитой Нептуна пролегает пояс Койпера и связанный с ним рассеянный диск. Пояс астероидов в основном содержит объекты, состоящие из горных пород и металлов, тогда как Пояс Койпера заполнен телами изо льда различного происхождения. Объекты рассеянного диска также имеют по большей части ледяной состав.
Солнце
Интересные факты о Солнечной системе стоит начинать рассказывать с ее центра. Гигантский раскаленный шар с внутренней температурой свыше 15 миллионов градусов сосредоточил в себе более 99% массы всей системы. Солнце относится к звездам третьего поколения, оно находится примерно на середине своего жизненного цикла. Его ядро — место непрерывных в результате которых водород превращается в гелий. Этот же процесс приводит к образованию огромного количества энергии, которое затем попадает в том числе и на Землю.
Будущее
Примерно через 1,1 млрд лет Солнце израсходует большую часть водородного топлива, его поверхность максимально нагреется. В это время, вероятнее всего, на Земле исчезнет практически вся жизнь. Условия позволят сохраниться лишь организмам в глубинах океана. Когда возраст Солнца будет 12,2 млрд лет, оно превратится в Внешние слои звезды при этом достигнут орбиты Земли. Наша планета в это время либо перейдет на более удаленную орбиту, либо будет поглощена.
На следующей стадии развития Солнце потеряет свою внешнюю оболочку, которая превратится в с белым карликом, представляющим собой ядро Солнца - размером с Землю - в центре.
Меркурий
Пока Солнце относительно стабильно, будет продолжаться и исследование планет Солнечной системы. Первое космическое тело достаточно большого размера, которое можно встретить, если удаляться от нашей звезды к окраинам системы, — это Меркурий. Ближайшую к Солнцу и одновременно самую маленькую планету исследовал аппарат "Маринер-10", сумевший заснять его поверхность. Изучение Меркурия затрудняется его соседством со светилом, поэтому на протяжении многих лет он оставался плохо изученным. После "Маринера-10", запущенного в 1973 году, у Меркурия побывал "Мессенджер". Космический аппарат начал свою миссию в 2003 году. Он несколько раз подлетал к планете, а в 2011 стал ее спутником. Благодаря этим исследованиям информация о Солнечной системе значительно расширилась.
Сегодня нам известно, что, хотя Меркурий и ближе всего к Солнцу, он не является самой горячей планетой. Венера в этом плане его сильно опережает. У Меркурия нет настоящей атмосферы: ее сдувает солнечный ветер. Для планеты характерна газовая оболочка с крайне малым давлением. День на Меркурии равен практически двум земным месяцам, при этом год длится 88 суток нашей планеты, то есть меньше двух меркурианских дней.
Венера
Благодаря полету "Маринера-2" интересные факты о Солнечной системе, с одной стороны, оскудели, а с другой — обогатились. До получения информации от этого космического аппарата Венера считалась обладательницей умеренного климата и, возможно, океана, рассматривалась вероятность обнаружения жизни на ней. "Маринер-2" развеял эти мечты. Исследования этого аппарата, а также нескольких других обрисовали довольно неприветливую картину. Под слоем атмосферы, по большей части состоящей из углекислого газа, и облаками из серной кислоты расположена раскаленная почти до 500 ºС поверхность. Здесь нет воды и не может быть известных нам форм жизни. На Венере даже космические аппараты не выдерживают: они плавятся и сгорают.
Марс
4 планета Солнечной системы и последняя из землеподобных — это Марс. Красная планета всегда привлекала внимание ученых, она остается центром исследований и сегодня. Марс изучался многочисленными «Маринерами», двумя «Викингами» и советскими «Марсами». Долгое время астрономы полагали найти на поверхности Красной планеты воду. Сегодня известно, что когда-то давно Марс выглядел совершенно иначе, чем сейчас, возможно, на нем была вода. Существует предположение, согласно которому изменению характера поверхности способствовала столкновение Марса с огромным астероидом, оставившим след в виде пяти кратеров. Результатом катастрофы стало смещение полюсов планеты практически на 90º, значительное усиление вулканической активности и движения литосферных плит. Одновременно произошли и климатические изменения. Марс лишился воды, атмосферное давление на планете значительно снизилось, поверхность стала напоминать пустыню.
Юпитер
Большие планеты Солнечной системы, или газовые гиганты, отделены от землеподобных Астероидным поясом. Ближайшим из них к Солнцу является Юпитер. По своим размерам он превосходит все остальные планеты нашей системы. Газовый гигант изучался при помощи аппаратов "Вояджер" 1 и 2, а также "Галилео". Последний зафиксировал падение на поверхность Юпитера осколков кометы Шумейкеров-Леви 9. Уникальным было как само событие, так и возможность его наблюдать. В результате ученые смогли получить не только ряд интересных изображений, но и некоторые данные о комете и составе планеты.
Само падение на Юпитер отличается от подобного на космические тела земной группы. Осколки даже огромных размеров не могут оставить кратера на поверхности: Юпитер практически полностью состоит из газа. Комета была поглощена верхними слоями атмосферы, оставила на поверхности темные следы, которые вскоре исчезли. Интересно, что Юпитер, благодаря своим размерам и массе, выполняет роль своеобразного защитника Земли, уберегая ее от различного космического мусора. Считается, что газовый гигант сыграл не последнюю роль в возникновении жизни: любой из осколков, упавших на Юпитер, на Земле мог привести к массовому вымиранию. А если бы такие падения происходили часто на ранних этапах развития жизни, возможно, люди не существовали бы до сих пор.
Сигнал братьям по разуму
Исследование планет Солнечной системы и в целом космоса не в последнюю очередь осуществляется с целью поиска условий, где может зародиться или уже появилась жизнь. Однако таковы, что человечество может не справиться с задачей и за все время, отведенное ему. Поэтому аппараты "Вояджер" были оснащены круглой алюминиевой коробочкой, содержащей видеодиск. На нем размещена информация, по мнению ученых, способная объяснить представителям других цивилизаций, возможно, существующим в космосе, где находится Земля и кто ее населяет. На изображениях запечатлены ландшафты, анатомическое строение человека, структура ДНК, сцены из жизни людей и животных, записаны звуки: пение птиц, плач ребенка, шум дождя и еще многие другие. Диск снабжен координатами Солнечной системы относительно 14 мощных пульсаров. Пояснения составлены с помощью двоичного года.
"Вояджер-1" примерно в 2020 году покинет пределы Солнечной системы и еще долгие столетия будет бороздить пространства космоса. Ученые полагают, что обнаружение другими цивилизациями послания землян может произойти очень нескоро, в то время, когда уже и наша планета прекратит свое существование. В этом случае диск с информацией о людях и Земле — все, что останется от человечества во Вселенной.
Новый виток
В начале XXI века интерес к сильно возрос. Интересные факты о Солнечной системе продолжают накапливаться. Снаряжаются уточняются данные о газовых гигантах. С каждым годом совершенствуется аппаратура, в частности разрабатываются новые типы двигателей, которые позволят совершать полеты в более удаленные участки космоса с меньшими затратами горючего. Движение научного прогресса позволяет надеяться, что все самое интересное о Солнечной системе вскоре станет частью нашего знания: мы сможем найти подтверждения существования понять точно, что привело к изменению климата на Марсе и каким он был раньше, изучить опаленный Солнцем Меркурий, наконец, построить базу на Луне. Самые смелые мечты современных астрономов даже более масштабны, чем некоторые фантастические фильмы. Интересно то, что достижения техники и физики говорят о реальной возможности осуществления в будущем грандиозных планов.
В январе 2016 года ученые объявили, что в Солнечной системе, возможно, есть еще одна планета. Ее ищут многие астрономы, исследования пока приводят к неоднозначным выводам. Тем не менее первооткрыватели Планеты Х уверены в ее существовании. рассказывает о последних результатах работы в этом направлении.
О возможном обнаружении за пределами орбиты Плутона Планеты Х астрономы и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института (США). Девятая планета Солнечной системы, если она существует, примерно в 10 раз тяжелее Земли, а по своим свойствам напоминает Нептун - газовый гигант, самую далекую из известных планет, вращающихся вокруг нашего светила.
По оценкам авторов, период обращения Планеты Х вокруг Солнца - 15 тысяч лет, ее орбита сильно вытянута и наклонена относительно плоскости земной орбиты. Максимальное удаление от Солнца Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц, что выводит ее орбиту за пределы пояса Койпера, в котором располагается Плутон. Происхождение Планеты Х неизвестно, но, как полагают Браун и Батыгин, этот космический объект 4,5 миллиарда лет назад был выбит из протопланетного диска вблизи Солнца.
Эту планету астрономы обнаружили теоретически, анализируя оказываемое ею на другие небесные тела в поясе Койпера гравитационное возмущение - траектории шести крупных транснептуновых объектов (то есть расположенных за орбитой Нептуна) оказались объединены в один кластер (со сходными аргументами перигелия, долготой восходящего узла и наклонением). Вероятность ошибки в своих расчетах Браун и Батыгин изначально оценили в 0,007 процента.
Где именно находится Планета Х - неизвестно, какую часть небесной сферы следует отслеживать телескопам - непонятно. Небесное тело расположено настолько далеко от Солнца, что заметить его излучение современными средствами крайне сложно. А доказательства существования Планеты Х, основанные на оказываемом ею гравитационном влиянии на небесные тела в поясе Койпера, - лишь косвенные.
Видео: caltech / YouTube
В июне 2017 года астрономы из Канады, Великобритании, Тайваня, Словакии, США и Франции результаты поиска Планеты Х с использованием каталога транснептуновых объектов OSSOS (Outer Solar System Origins Survey). Были изучены элементы орбиты восьми транснептуновых объектов, на движение которых Планета Х должна была бы повлиять - объекты сгруппировались бы определенным образом (кластеризовались) по своим наклонениям. Среди восьми объектов четыре рассмотрены впервые, все они удалены от Солнца на расстояние более 250 астрономических единиц. Оказалось, что параметры одного объекта, 2015 GT50, не укладываются в кластеризацию, что заставило усомниться в существовании Планеты Х.
Однако первооткрыватели планеты Х полагают, что 2015 GT50 не противоречит их расчетам. Как отметил Батыгин, численное моделирование динамики Солнечной системы, включающее Планету Х, показывает, что за пределами большой полуоси в 250 астрономических единиц должны существовать два кластера небесных тел, чьи орбиты выровнены Планетой Х: один - стабильный, второй - метастабильный. Хотя объект 2015 GT50 не входит ни в один из этих кластеров, он все равно воспроизводится моделированием.
Батыгин полагает, что может быть несколько таких объектов. Вероятно, с ними связано положение малой полуоси Планеты Х. Астроном подчеркивает, что с момента опубликования данных о Планете Х на ее существование указывают уже не шесть, а 13 транснептуновых объектов, из них к стабильному кластеру относятся 10 небесных тел.
Пока одни астрономы сомневаются в Планете Х, другие находят новые свидетельства в ее пользу. Испанские ученые Карлос и Рауль де ла Фуэнте Маркос исследовали параметры орбит комет и астероидов в поясе Койпера. Обнаруженные аномалии движения объектов (корреляции между долготой восходящего узла и наклонением) легко объясняются, по мнению авторов, присутствием в Солнечной системе массивного тела, большая полуось орбиты которого составляет 300-400 астрономических единиц.
Более того, в Солнечной системе может быть не девять, а десять планет. Недавно астрономы из Аризонского университета (США) существование в поясе Койпера еще одного небесного тела, размерами и массой близкими к Марсу. Расчеты показывают, что гипотетическая десятая планета удалена от светила на расстояние 50 астрономических единиц, а ее орбита наклонена к плоскости эклиптики на восемь градусов. Небесное тело оказывает возмущение на известные объекты из пояса Койпера и, скорее всего, в древности находилось ближе к Солнцу. Специалисты отмечают, что наблюдаемые эффекты не объясняются влиянием Планеты Х, расположенной значительно дальше «второго Марса».
В настоящее время известно около двух тысяч транснептуновых объектов. С вводом новых обсерваторий, в частности LSST (Large Synoptic Survey Telescope) и JWST (James Webb Space Telescope), ученые планируют довести число известных объектов в поясе Койпера и за его пределами до 40 тысяч. Это позволит не только определить точные параметры траекторий транснептуновых объектов и, как следствие, косвенно доказать (или опровергнуть) существование Планеты Х и «второго Марса», но также и напрямую обнаружить их.
Наука
Астрономы открыли новую небольшую планету на краю Солнечной системы и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.
В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец , похожих на кольца Сатурна.
Карликовые планеты
Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113 , а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.
Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли и которую еще предстоит обнаружить.
Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.
Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна .
Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца или составляет 12 миллиардов километров.
Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.
Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.
Облако Оорта
Карликовая планета Седна.
Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта - области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.
Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.
Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли , но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.
Новый астероид в 2014 году
Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец, похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.
Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.
Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.
Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.
Вселенная неимоверно огромное место, настолько неимоверное, что даже человеческое воображение не может охватить всю глубину необъятности Вселенной. Что же касается нашей Солнечной системы, то по меркам Вселенной она лишь крохотная ее часть. Тогда как для нас, простых смертных обитателей маленькой планеты под названием Земля, Солнечная система очень большое место, и, несмотря на все великие достижения астрономии последних лет, многое еще остается неизведанным, мы лишь начинаем приближаться к границам родной Солнечной системы.
История исследования Солнечной системы
С древних времен люди смотрели на звезды, пытливые умы размышляли над их происхождением, природой. Вскоре было замечено, что некоторые звезды меняют свое положение на звездном небосклоне, так были обнаружены первые планеты. Само слово «планета» с древнегреческого переводится как «скиталец». Планеты получили имена богов античного пантеона: Марс, Венера, и так далее. Их движение и происхождение пояснялось красивыми поэтичными мифами, которые присутствуют у всех народов древности.
В то же время люди прошлого считали, что Земля является центром Вселенной, планеты, другие звезды, все вращается вокруг Земли. Хотя, разумеется, уже в античные времена были ученные, такие как, например Аристарх Самосский (его еще называют Коперником античности), полагавшие, что все несколько не так. Но подлинный прорыв в изучении Солнечной системы произошел в эпоху Возрождения и связан с именами выдающихся астрономов Николая Коперника, Джордано Бруно, Иоганна Кеплера. Именно тогда утвердилась идея, что наша Земля никакой не центр Вселенной, а лишь ничтожно малая ее частичка, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.
Постепенно были открыты все сегодня известные планеты Солнечной системы, а также их многочисленные спутники, и многое другое.
Структура и состав Солнечной системы
Структуру Солнечной системы можно условно разделить на такие элементы:
- Солнце, ее центр и главный энергетический источник, именно мощная Солнца удерживает планеты на своих местах и заставляет вращаться по своим орбитам.
- Планеты земной группы. Ученые астрономы разделили Солнечную систему на два участка: внутреннюю Солнечную систему и внешнюю Солнечную систему. Во внутреннюю Солнечную систему были включены четыре ближние планеты скалистого типа: , Венера, Земля и Марс.
- Пояс астероидов, который находится за Марсом. Полагают, что он образовался еще в далекие времена зарождения нашей Солнечной системы и состоит из различных космических обломков.
- Планеты гиганты, они же газовые гиганты, которые находятся во внешнем участке Солнечной системы. Это Юпитер, Сатурн, и Нептун. В отличие от планет земной группы обладающей твердой поверхностью с мантией и ядром газовые гиганты наполнены в основном водородной и гелиевой смесью. При более детальном изучении состав планет Солнечной системы может разниться.
- Пояс Койлера и облако Аорта. Они находится за Нептуном, и там проживают карликовые планеты, самой известной из которых является и многочисленные . Поскольку эти участки находятся от нас весьма далеко, то современная наука располагает весьма скудными сведениями про них. В целом многие особенности строения Солнечной системы еще слабо изучены.
Схема строения Солнечной системы
Тут на картинке наглядно представлена визуальная модель строения Солнечной системы.
Зарождение Солнечной системы и ее эволюция
По мнению ученых, наша Солнечная система появилась 4,5 миллиарда лет назад как следствие большого гравитационного коллапса гигантского молекулярного облака, состоящего из гелия, водорода и ряда более тяжелых химических элементов. Большая часть этого облака собралась в центре, из-за сильного скопления температура росла, и в результате образовалось наше Солнце.
По причине высокой температуры вблизи от новорожденной звезды могли существовать лишь твердые тела, и таким образом появились первые твердые планеты, среди которых и наша родная Земля. А вот планеты, которые газовые гиганты, образовались на более удаленном расстоянии от Солнца, температура там была не такая большая, как следствие большие массы льдов образовали гигантские размеры тамошних планет.
На этой картинке представлено как поэтапно проходила эволюция Солнечной системы.
Изучение Солнечной системы
Настоящий бум связанный с изучением космического пространства и Солнечной системы начался в середине прошлого века, в особенности с космических программ бывшего Советского Союза и США: запуск первых искусственных спутников, полет первых космонавтов, знаменитая высадка американских астронавтов на Луне (что правда некоторые скептики считают фальшивкой) и так далее. Но самым действенным методом в изучении Солнечной системы и тогда и сейчас является отправка специальных исследовательских зондов.
Первый искусственный советский космический аппарат Спутник 1 (на фото), был запущен на орбиту в далеком 1957 году, где провел несколько месяцев, собирая данные об атмосфере и ионосфере Земли. В 1959 году к нему присоединился американский спутник Explorer, именно он сделал первые космические фотоснимки нашей планеты. Затем американцами из НАСА был запущен целый ряд исследовательских зондов к другим планетам:
- Маринер в 1964 году полетел к Венере.
- Маринер-4 в 1965 году прибыл к Марсу, а затем уже в 1974 году успешно миновал Меркурий.
- В 1973 году к Юпитеру был отправлен зонд Пионер-10, началось научное изучение внешних планет.
- В 1974 году был отправлен первый зонд к Сатурну.
- В 80-х годах прошлого века подлинным прорывом стали корабли Вояджер, которые первыми облетели газовые гиганты и их спутники.
Активное исследование космического пространства продолжается и в наше время, так совсем недавно, в сентябре этого 2017 года в атмосфере Сатурна погиб космический аппарат Касини, запущенный в 1997 году. За свою двадцатилетнюю исследовательскую миссию он сделал немало интересных наблюдений над атмосферой Сатурна, его спутников и, конечно же, знаменитых колец. Последние часы и минуты жизни аппарата Касини транслировались НАСА в прямом эфире.
Строение Солнечной системы, видео
И в завершение интересный документальный фильм про нашу Солнечную систему.
