Как зародилась Солнечная система, и что нас ждет в будущем?

Бескрайний космос, несмотря на кажущийся хаос, представляет собой достаточно стройную структуру. В этом гигантском мире также действуют незыблемые законы физики и математики. Все объекты во Вселенной, от мала до велика, занимают свое определенное место, двигаются по заданным орбитам и траекториям. Такой порядок установился более 15 млрд. лет назад, с момента образования Вселенной. Не является исключением и наша Солнечная система – космический мегаполис, в котором обитаем мы.

Несмотря на колоссальные размеры, Солнечная система вписывается в человеческие рамки восприятия, являясь самой изученной частью космоса, с четко определенными границами.

Происхождение и основные астрофизические параметры

Во Вселенной, где существуют бесконечное количество звезд, безусловно, существуют и другие солнечные системы. Только в одной нашей галактике Млечный Путь насчитывается приблизительно 250-400 миллиардов звезд, поэтому нельзя исключать того, что в глубине космоса могут существовать миры с другими формами жизни.

Еще 150-200 лет назад человек имел о космосе скудные представления. Размеры Вселенной ограничивались объективами телескопов. Солнце, Луна, планеты, кометы и астероиды были единственными известными объектами, а весь космос измерялся размерами нашей галактики. Ситуация кардинально изменилась в начале XX века. Астрофизические исследования космического пространства и работы физиков-ядерщиков последних 100 лет дали ученым представление о том, как возникла Вселенная. Стали известны и понятны процессы, которые привели к образованию звезд, дали строительный материал для образования планет. В этом свете становится понятным и объяснимым происхождение Солнечной системы.

Солнце, как и другие звезды, является продуктом Большого Взрыва, после которого в пространстве шло образование звезд. Появлялись объекты больших и малых размеров. В одном из уголков Вселенной, среди скопления других звезд родилось и наше Солнце. По космическим меркам возраст нашей звезды небольшой, всего 5 млрд. лет. На месте ее рождения образовалась гигантская строительная площадка, где в результате гравитационного сжатия газопылевого облака образовались другие объекты Солнечной системы.

Каждое небесное тело обретало свою форму, занимало отведенное ему место. Одни небесные тела под воздействием притяжения Солнца стали постоянными спутниками, двигаясь по собственной орбите. Другие объекты в результате противодействия центробежных и центростремительных процессов прекратили свое существование. Весь это процесс занял порядка 4,5 млрд. лет. Масса всего солнечного хозяйства составляет 1,0014 М☉.Из этой массы 99,8% приходится на само Солнце. Только 0,2% массы приходится на другие космические объекты: планеты, спутники и астероиды, фрагменты космической пыли, вращающиеся вокруг него.

Орбита Солнечной системы имеет практически круглую форму, а орбитальная скорость совпадает со скоростью движения галактической спирали. Проходя через межзвездную среду, устойчивость Солнечной системы придают гравитационные силы, действующие в пределах нашей галактики. Это в свою очередь обеспечивает другие объекты и тела Солнечной системы стабильностью. Движение Солнечной системы проходит на значительном удалении от сверхплотных звездных скоплений нашей галактики, несущих потенциальную опасность.

По своим размерам и количеству спутников нашу Солнечную систему невозможно назвать маленькой. В космосе имеются малые солнечные системы, которые имеют одну-две планеты и по своим размерам едва заметны в космическом пространстве. Представляя собой массивный галактический объект, звездная система Солнца движется в космосе с огромной скоростью 240 км/с. Даже несмотря на такой стремительный бег, полный оборот вокруг центра галактики Солнечная система совершает за 225 -250 млн. лет.

Точный межгалактический адрес нашей звездной системы следующий:

• местное межзвездное облако;
• местный пузырь в рукаве Ориона-Лебедя;
• галактика Млечный Путь, входящая в Местную группу галактик.

Модель Солнечной системы

Солнце является центральным объектом нашей системы и входит в число 100 миллиардов звезд, входящих в галактику Млечный Путь. По своим размерам оно является звездой средних размеров и относится к спектральному классу G2V Желтые карлики. Диаметр звезды составляет 1млн. 392 тыс. километров, и она пребывает в середине своего жизненного цикла.

Для сравнения, размеры Сириуса - самой яркой звезды – 2 млн. 381 тыс. км. Альдебаран имеет диаметр почти 60 млн. км. Огромная звезда Бетельгейзе превосходит наше Солнце по размеру в 1000 раз. Размеры этого супергиганта превышают размеры Солнечной системы.

Ближайшей соседкой нашей звезды по кварталу считается Проксима Центавра, до которой потребуется лететь со скоростью света порядка 4 лет.

Солнце, благодаря своей огромной массе, удерживает возле себя восемь планет, многие из которых в свою очередь имеют свои системы. Положение объектов, двигающихся вокруг Солнца, наглядно демонстрирует схема Солнечной системы. Практически все планеты Солнечной системы двигаются вокруг нашей звезды в одном и том же направлении, вместе с вращающимся Солнцем. Орбиты планет находятся практически в одной плоскости, имеют различную форму и двигаются вокруг центра системы с различной скоростью. Движение вокруг Солнца осуществляется против часовой стрелки и в одной плоскости. Только кометы и другие объекты, в основном находящиеся в поясе Койпера, имеют орбиты с большим углом наклона к плоскости эклиптики.

Сегодня мы точно знаем, сколько планет в Солнечной системе, их 8. Все небесные тела Солнечной системы находятся на определенном расстоянии от Солнца, периодически удаляясь или приближаясь к нему. Соответственно, каждая из планет имеет свои, отличные от других, астрофизические параметры и характеристики. Следует отметить, что 6 планет Солнечной системы из 8 вращаются вокруг своей оси в направлении, в котором обращается вокруг собственной оси наша звезда. Только Венера и Уран вращаются в противоположном направлении. К тому же Уран единственная из планет Солнечной системы, которая практически лежит на боку. Ее ось имеет наклон 90° к линии эклиптики.

Первую модель Солнечной системы продемонстрировал Николай Коперник. В его представлении Солнце являлось центральным объектом нашего мира, вокруг которого вращаются другие планеты, в том числе и наша Земля. В последствие Кеплер, Галилей, Ньютон усовершенствовали эту модель, разместив в ней объекты в соответствии с математическими и физическими законами.

Глядя на представленную модель можно представить, что орбиты космических объектов расположены на равных расстояниях друг от друга. Совершенно иначе выглядит Солнечная система в природе. Чем больше расстояние до планет Солнечной системы от Солнца, тем больше расстояние между орбитой предыдущего небесного объекта. Наглядно представить масштабы Солнечной системы, позволяет таблица расстояний объектов от центра нашей звездной системы.

С увеличением расстояния от Солнца замедляется скорость вращения планет вокруг центра Солнечной системы. Меркурий - самая ближайшая к Солнцу планета - всего за 88 земных суток совершает полный оборот вокруг нашей звезды. Нептун, расположенный на расстоянии 4,5 млрд. километров от Солнца совершает полный оборот за 165 земных лет.

Несмотря на то, что мы имеем дело с гелиоцентрической моделью Солнечной системы, многие планеты имеют свои системы, состоящих из естественных спутников и колец. Спутники планет совершают движение вокруг материнских планет и подчиняются тем же законам.

Большая часть спутников Солнечной системы синхронно обращаются вокруг своих планет, повернувшись к ним всегда одной стороной. Луна также всегда повернута к Земле одним боком.

Только две планеты, Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Меркурий по своим размерам даже уступает некоторых спутникам.

Центр и границы Солнечной системы

Главным и центральным объектом нашей системы является Солнце. Оно имеет сложное строение и состоит на 92% из водорода. Всего 7% пригодится на атомы гелия, которые при взаимодействии с атомами водорода становятся топливом для бесконечной ядерной цепной реакции. В центре звезды находится ядро диаметром 150-170 тыс. км, раскаленное до температуры 14 млн. К.

Краткое описание звезды сведется к нескольким словам: это огромный термоядерный природный реактор. Двигаясь от центра звезды к его внешнему краю, попадаем в конвективную зону, где происходит перенос энергии и перемешивание плазмы. Этот слой имеет температуру 5800К. Видимую часть Солнца составляет фотосфера и хромосфера. Венчает нашу звезду солнечная корона, являющаяся внешней оболочкой. Процессы, происходящие внутри Солнца, оказывают влияние на все состояние Солнечной системы. Его свет согревает нашу планету, сила притяжения и гравитация удерживают объекты ближнего космоса на определенном расстоянии друг от друга. По мере снижения интенсивности внутренних процессов, наша звезда начнет остывать. Расходуемый звездный материал утратит свою плотность, что приведет к расширению тела звезды. Вместо желтого карлика наше Солнце превратиться в огромного Красного Гиганта. Пока наше Солнце остается такой же горячей и яркой звездой.

Границей царства нашей звезды является пояс Койпера и облако Оорта. Это крайне удаленные области космического пространства, на которые распространяется влияние Солнца. В поясе Койпера и в Облаке Оорта находится масса других объектов различных размеров, которые так или иначе влияют на процессы, происходящие внутри Солнечной системы.

Облако Оорта представляет собой гипотетическое пространство сферической формы, окружающее Солнечную систему по всему внешнему диаметру. Расстояние до этой области космоса составляет более 2 световых лет. Эта область является родиной комет. Именно оттуда к нам прилетают эти редкие космические гости, долгопериодические кометы

В поясе Койпера сосредоточен остаточный материал, который был использован в процессе формирования Солнечной системы. В основном это мелкие частицы космического льда, облако замершего газа(метана и аммиака). Встречаются в этом районе и крупные объекты, часть из которых являются карликовыми планетами, фрагменты поменьше, схожие по своей структуре с астероидами. Основными известными объектами пояса считаются карликовые планеты Солнечной системы Плутон, Хаумеа и Макемаке. Космический корабль долететь до них сможет за один световой год.

Между поясом Койпера и глубоким космосом по внешним краям пояса существует сильно разреженная область, в основном состоящая из остатков космического льда и газа.

На сегодняшний день допускается существование в этом районе нашей звездной системы крупных транснептуновых космических объектов, одним из которых является карликовая планета Седна.

Краткая характеристика планет Солнечной системы

Ученые подсчитали, что масса всех планет, принадлежащих нашей звезде, составляет не более 0,1% от массы Солнца. Однако и среди этого столь малого количества 99% массы приходится на два самых крупных после Солнца космических объекта - планеты Юпитер и Сатурн. Размеры планет Солнечной системы сильно отличаются. Есть среди них малыши и гиганты, по своему строению и астрофизическим параметрам схожие на несостоявшиеся звезды.

В астрономии принято делить все 8 планет на две группы:

• планеты с каменной структурой относятся к планетам Земной группы;
• планеты, представляющие собой плотные сгустки газа, относятся к группе планет газовых гигантов.

Ранее считалось, что в систему нашей звезды входит 9 планет. Только совсем недавно, в конце XX века Плутон был причислен к категории карликовых планет, входящих в пояс Койпера. Поэтому на вопрос, сколько планет в Солнечной системе на сегодняшний день, можно твердо ответить - восемь.

Если расположить планеты Солнечной системы по порядку, карта нашего мира будет выглядеть следующим образом:

• Меркурий;
• Венера;
• Земля;
• Марс;
• Юпитер;
• Сатурн;
• Уран;
• Нептун.

В самой середине этого парада планет располагается пояс астероидов. По мнению ученых, это остатки планеты, существовавшей на ранних этапах Солнечной системы, однако погибшей в результате космического катаклизма.

Внутренние планеты Меркурий, Венера и Земля являются самыми близкими к Солнцу планетам, ближе, чем остальные объекты Солнечной системы, поэтому полностью зависят от процессов, происходящих на нашей звезде. На некотором удалении от них расположился древний Бог войны - планета Марс. Все четыре планеты объединяет сходство в строении и идентичность астрофизических параметров, поэтому их относят к планетам Земной группы.

Меркурий - близкий сосед Солнца - представляет собой раскаленную сковородку. Парадоксальным выглядит тот факт, что, несмотря на свое близкое расположение к раскаленному светилу, на Меркурии наблюдаются самые значительные перепады температур в нашей системе. Днем поверхность планеты нагревается до 350 градусов Цельсия, а ночью лютует космический холод с температурой - 170,2 °C. Венера является настоящим кипящим котлом, где присутствует огромное давление и высокие температуры. Несмотря на свой мрачный и унылый вид, Марс на сегодняшний день представляет наибольший интерес для ученых. Состав его атмосферы, астрофизические параметры, сходные с земными, и наличие сезонов дают надежду на последующее освоение и колонизацию планеты представителями земной цивилизации.

Газовые гиганты, которые в основной своей массе являются планетами без твердой оболочки, интересны своими спутниками. Некоторые из них, по мнению ученых, могут представлять космические территории, на которых в определенных условиях возможно возникновение жизни.

Планеты земной группы отделяет от четверки газовых планет пояс астероидов - внутренняя граница, за которой находится царство газовых гигантов. Следующий за поясом астероидов, находящийся Юпитер своими притяжением, уравновешивает нашу Солнечную систему. Эта планета является самой большой, самой крупнейшей и самой плотной в Солнечной системе. Диаметр Юпитера составляет 140 тыс. км в поперечнике. Это в пять раз больше, чем у нашей планеты. У этого газового гиганта имеется своя система спутников, которых насчитывается около 69 шт. Среди них выделяются настоящие гиганты: два крупнейших спутника Юпитера - Ганимед и Калипсо - своими размерами превосходят планету Меркурий.

Сатурн - родной брат Юпитера - также имеет огромные размеры - 116 тыс. км. в диаметре. Не менее впечатляющая у Сатурна и свита - 62 спутника. Однако выделяется этот гигант на ночном небосклоне другим - прекрасной системой колец, опоясывающих планету. К наиболее крупным спутникам Солнечной системы относится Титан. Этот гигант имеет диаметр более 10 тыс. км. Среди царства водорода, азота и аммиака никаких известных форм жизни быть не может. Однако в отличие от своего хозяина, спутники Сатурна имеют каменную структуру и твердую поверхность. На некоторых из них существует атмосфера, на Энцеладе даже предполагается наличие воды.

Продолжают ряд планет-гигантов Уран и Нептун. Это холодные мрачные миры. В отличие от Юпитера и Сатурна, где преобладает водород, здесь в атмосфере метан и аммиака. Вместо сгущенного газа на Уране и Нептуне присутствует высокотемпературный лед. Ввиду этого, обе планеты выделили в одну группу - ледяные гиганты. Уран по своим размерам уступает только Юпитеру, Сатурну и Нептуну. Орбита Нептуна имеет диаметр почти 9 млрд. километров. Планете, что бы обогнуть Солнце, требуется 164 земных лет.

Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют сегодня для ученых наиболее интересные объекты для изучения.

Последние известия

Несмотря на огромный багаж знаний, которым сегодня обладает человечество, на достижения современных средств наблюдения и исследования, остается масса нерешенных вопросов. Какая на самом деле Солнечная система, какая из планет может оказаться впоследствии пригодной для жизни?

Человек продолжает наблюдать за ближайшим космосом, делая все новые и новые открытия. В декабре 2012 года весь мир мог наблюдать феерическое астрономическое шоу - парад планет. В этот период на ночном небосклоне можно было увидеть все 7 планет нашей Солнечной системы, включая даже такие далекие, как Уран и Нептун.

Более пристальное изучение сегодня ведется с помощью космических автоматических зондов и аппаратов. Многие из них уже сумели не только долететь до самых крайних районов нашей звездной системы, но и за ее пределы. Первыми искусственно созданными космическими объектами, сумевшими достичь границ Солнечной системы, стали американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11».

Интересно теоретически предположить, насколько глубоко смогут продвинуться эти аппараты за пределы границ? Запущенный в 1977 году американский автоматический зонд «Вояджер-1» после 40 летней работы по изучению планет стал первым космическим аппаратом, покинувшим нашу систему.

Запись Как зародилась Солнечная система, и что нас ждет в будущем? впервые появилась WarWays.ru.