трусики женские украина

На головну

 Будова сонячної системи - Астрономія

 МОУСОШ №7

 ДОПОВІДЬ ПО АСТРОНОМІЇ

 Будову Сонячної СИСТЕМИ

 Новочеркаськ 2004р.

 Новочеркаськ 2004р.

Введення

Останнє десятиліття принципово змінило наші уявлення про будову, динамічної еволюції і стійкості Сонячної системи. Звичними стали повідомлення про відкриття нових об'єктів, виявленні нових динамічних структур, прояві властивостей нестійкості руху або хаотичного поведінки у тих чи інших груп об'єктів.

Це викликано декількома причинами: поява нових інструментів і модернізація старих, застосування високочутливих ПЗС-матриць і нових методів математичної обробки результатів спостережень. Все це дозволяє спостерігати нові об'єкти, що мають дуже малу яскравість і суттєве власний рух.

Нові аналітичні та чисельні методи небесної механіки в сукупності з сучасними обчислювальними системами дають можливість моделювати рух тіл Сонячної системи на інтервалах часу, порівнянних з її віком і навіть багаторазово перевищують його.

На наших очах відбувається зміна уявлень про динаміку Сонячної системи: від регулярної і стійкою до хаотичної і нестійкою. Все це нагадує ситуацію у фізиці початку XX століття, коли відбувався перехід від класичної до релятивістської картині Світу. Нам належить розібратися де, коли і за яких умов ми можемо розглядати Сонячну систему регулярної та стійкою, а в яких випадках проявляються ознаки хаосу і нестійкості.

Почнемо розгляд з сучасних уявлень про структуру Сонячної системи. Потім обговоримо поняття стійкості і нестійкості руху, умови виникнення резонансів і хаотичного поведінки. Після цього проаналізуємо динаміку малих тіл Сонячної системи і звернемося до великих планет. На закінчення розглянемо динаміку Сонячної системи як цілого на часи, порівнянних з її віком.

Сонячна система являє собою групу небесних тіл, вельми різних за своїми розмірами і фізичною будовою. У цю групу входять: Сонце, Дев'ять великих планет, разом з 61 супутником, більше 100000 планет (астероїдів), порядку десяти комет, а також незліченна безліч метеорних тіл рухаються як роями так і у вигляді окремих частинок.

Всі ці тіла об'єднані в одну систему завдяки силі тяжіння центрального тіла - Сонця. Маса сонця приблизно в 750 разів перевершує масу всіх інших тіл, що входять в цю систему. Гравітаційне тяжіння зірки є головною силою, що визначає рух усіх обертаються навколо нього тіл Сонячної системи. Середня відстань від сонця до самої далекої від нього планети Плутон 39,5 а.е., що дуже мало в порівнянні з відстанню до найближчих зірок. Тільки деякі комети віддаляються від сонця на 105а.е. і піддаються впливу притягання зірок.

У Сонячній системі спостерігається величезний діапазон мас, особливе якщо врахувати наявність в міжпланетному просторі космічного пилу. Різниця в масах між сонцем і який-небудь порошиною в тисячну частку міліграма становитиме близько 40 порядків (інакше кажучи, ставлення їх мас буде виражатися числом з 40 нулями.). Сучасні уявлення про будову Сонячної системи

Всі об'єкти Сонячної системи можна розділити на чотири групи: Сонце, великі планети, супутники планет і малі тіла. Ми поки нічого не говоримо про супутники малих тіл, оскільки до теперішнього часу таких об'єктів відкрито всього два, а спостережної інформації недостатньо, щоб детально дослідити їх динаміку.

Сонце - динамічний центр системи. Його гравітаційний вплив є домінуючим в Сонячній системі за винятком малих областей в околиці інших об'єктів.

Великі планети - візитівка Сонячної системи. П'ять найближчих до Землі великих планет були відомі з ранньої історії людства. Це - Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн. Історія відкриття трьох інших великих планет показує як змінювалося ставлення астрономів до питання про розміри і населення Сонячної системи.

Відкриття Урана стало сюрпризом. Навесні 1781 Вільям Гершель на своєму 7-футовому (2.1 м) телескопі проводив спостереження за програмою визначення паралакс зірок. 13 березня 1781 він зробив запис про виявлення туманною зірки або комети. Суперечка про природу відкритого об'єкта тривав до 1787, коли Гершель відкрив два супутники Урана: Оберон і Титанія.

Відкриття Нептуна стало тріумфом теорії тяжіння Ньютона. Аналізуючи нерівності в русі Урана, Бессель в Кенігсберзі в 1840 р, Адамс в Кембриджі в 1841 р і Левер'є у Франції в 1845 р незалежно один від одного розрахували орбіту планети, відповідальної за ці обурення. 23 вересня 1846 Галле і д'Аррест з Берлінської обсерваторії по ефемеридами Левер'є відкрили Нептун.

Відкриття Плутона можна назвати запрограмованим. У 1896 р Персіваль Ловелл виявив залишкові нев'язки в русі Урана після врахування збурень від Нептуна і висловив гіпотезу, що ці обурення виробляються невідомої занептунной планетою. У середині 90-х років XIX століття в Арізоні Ловелл побудував обсерваторію, яка стала центром пошуку нової планети. Протягом майже 30 років було проведено кілька компаній з пошуку Плутона. Але безрезультатно. У 1916 р помер Ловелл. У 1929 р Клод Томбо на 13-дюймовому (0.33 м) рефракторі почав нову атаку на Плутон. Відкриття прийшло 18 лютого 1930, коли Томбо порівнював фотопластинки, отримані 23 і 29 січня 1930 Директор Ловеллівської обсерваторії повідомив про відкриття 13 березня 1930 в 149-ту річницю відкриття Урана Гершелем і 75-у річницю з дня народження Персиваля Ловела . За час пошуку Плутона було проведено порівняння близько 90 млн. Зображень зірок протягом 7000 годин на блинк-компараторе.

Чи існують великі планети за орбітою Плутона? Аналіз траєкторій руху тіл Сонячної системи і космічних аппаратовПіонер10, Піонер-11, Вояджер-1, Воджер-2 дозволяють стверджувати, що об'єктів, порівнянних з Плутоном, і більших у зовнішній області Сонячної системи не існує.

Історія відкриття супутників планет не менше драматична, але ми не будемо на ній зупинятися. Зазначимо лише, що супутникові системи планет-гігантів складністю свого пристрою часто перевершують Сонячну систему. Не до кінця вирішене питання про походження подвійних планет Земля-Місяць і Плутон-Харон.

Малі тіла Сонячної системи - пробний камінь і золота жила небесної механіки, джерело нових відкриттів. Найвідоміші малі тіла - комети. Згадки про кометах можна знайти в легендах і літописах практично всіх народів Землі. За динамічними ознаками комети поділяються на довгоперіодичні і короткопериодические.

Довгоперіодичні комети рухаються по орбітах, великі півосі яких сягають десятків тисяч астрономічних одиниць, а періоди обертання - десятків мільйонів років. Орбіти сильно витягнуті, їх ексцентриситети близькі до одиниці. Орієнтація орбіт і їх нахили до площини екліптики розподілені випадковим чином. В даний час є відомості більш, ніж про 700 таких комет.

Періодичними комети мають періоди менше 200 років, помірні ексцентриситети, для більшості з них нахил орбіт до площини екліптики не перевищує 35? . Періодичними комети діляться на сімейства за ознакою планети-гіганта, визначальною динаміку комети. В даний час відомо близько 180 короткоперіодичних комет. Більшість з них належить сімейству Юпітера.

Найчисленніша популяцію малих тіл Сонячної системи - астероїди. Перший астероїд - Церера - був відкритий в перший день XIX століття сіцілійським астрономом Пиацци. Хоча відкриття і носило випадковий характер, воно послужило поштовхом до розробки Гауссом класичного методу визначення орбіт за трьома спостереженнями та методу найменших квадратів, завдяки яким вдалося обчислити орбіту і перевідкрити Цереру через майже рік після перших спостережень. В даний час відомо кілька десятків тисяч астероїдів. І це число стрімко зростає.

Популяція астероїдів неоднорідна. Більшість астероїдів рухаються по орбітах близьким до круговим в поясі астероїдів між орбітами Марса і Юпітера. У 1866 р Кирквуд досліджував залежність числа астероїдів від великих піввісь їх орбіт і виявив, що отримане розподіл має кілька глибоких мінімумів. Пізніше з'ясувалося, що ці мінімуми відповідають сумірності середніх рухів Юпітера і астероїда. Вони отримали назву люків Кирквуда.

Хоча астероїди рухаються по еліптичних орбітах, трикутник Сонце-Юпітер-астероїд завжди залишається близьким до рівносторонньому. Іноді обидві групи астероїдів називають троянцями. Станом на 1 квітня 1999 відомо 476 астероїдів-троянців (474 ??у Юпітера і 2 у Марса).

Ще одна група астероїдів - астероїди, які зближуються із Землею. Їх перігелійное відстані менше 1.33 а.о. В даний час відомо кілька тисяч таких астероїдів. Близько сотні з них представляють реальну загрозу для Землі: вони перетинають її орбіту і мають розмір більше 1 км. Зіткнення Землі з подібним астероїдом викличе глобальну катастрофу, подібну до тієї, що призвела до вимирання динозаврів. Є ще близько тисячі астероїдів розміром від 30 до 50 м, також перетинають орбіту Землі. Зіткнення Землі з таким астероїдом здатне викликати локальну катастрофу типу тунгуської. Однак, жоден з відомих астероїдів не зіткнеться із Землею в найближчому майбутньому, протягом 33 років, в 21 столітті.

Після відкриття Плутона неодноразово робилися спроби пошуку десятої планети Сонячної системи. Під час одного з таких оглядів 18 жовтня 1977 Коваль відкрив малу планету 2060 Хірон, що рухається між орбітами Юпітера і Урана, перетинаючи орбіту Сатурна. Поблизу перигелію у цього "астероїда" проявляються ознаки газоізверженія і коми. Понад 14 років цей об'єкт залишався єдиною малої планетою, що спостерігається глибоко всередині області руху планет-гігантів. 9 січня 1992 на автоматичному телескопі Космічний дозор (Арізона, США) був відкритий ще один астероїд цієї групи - 5145 Фолус. До теперішнього часу відомо 7 астероїдів групи Кентавра, що рухаються серед планет-гігантів між орбітами Юпітера і Нептуна. Назва групи відображає той факт, що об'єкти одночасно мають ознаки і астероїдів і комет. У табл. 1 наводиться список астероїдів групи Кентавра станом на 1 серпня 1997 У таблиці дані: ім'я астероїда, його попереднє позначення, перігелійное і афелійних відстані в астрономічних одиницях, нахил орбіти в градусах, ексцентриситет орбіти, велика піввісь в астрономічних одиницях і дата відкриття. Повний регулярно оновлюваний варіант таблиці доступний за адресою

У 1949 р К.Еджеворт висловив припущення про існування залишкового неизрасходованного при формуванні Сонячної системи матеріалу за орбітою Нептуна. Однак, ця робота була маловідома до останнього часу. У 1951 р Койпер припустив, що комети й астероїди формувалися в істотно різних областях Сонячної системи і, що за орбітою Плутона повинен існувати пояс комет. 30 серпня 1992 Джевітт і Лю (Гавайський університет, США) відкрили перший об'єкт, що належить поясу Койпера. Він отримав позначення 1992 QB1. Зараз відомо 53 об'єкта, що рухаються за орбітою Нептуна. У табл. 2 наводиться список об'єктів пояса Койпера станом на 1 серпня 1997

олний регулярно оновлюваний варіант таблиці доступний за адресою. Деякі дослідники відносять до об'єктів пояса Койпера і Плутон. Можливо, що пояс Койпера є внутрішньою областю хмари Оорта - сферичного освіти радіусом від тисяч до сотень тисяч астрономічних одиниць, що є резервуаром довгоперіодичних комет.

Таким чином, за сучасними уявленнями Сонячна система має наступну структуру: навколо Сонця обертаються 9 великих планет, між орбітами Марса і Юпітера знаходиться пояс астероїдів, частина астероїдів рухається серед планет земної групи і в околиці трикутних точок лібрації Юпітера, серед планет-гігантів рухаються об'єкти групи Кентавра і короткоперіодичні комети, за орбітою Нептуна розташовується пояс Койпера, а вся система оточена хмарою Оорта.

Малі планети (Астероїди).

Малі планети (Астероїди) - космічні тіла розміром в сотні кілометрів і менше, рухомі навколо Сонця по еліптичних орбітах, розташованим переважно між орбітами Марса і Юпітера. Найменші астероїди мають розмір трохи менше 1 км. Число малих планет швидко зростає при переході від великих до дрібних, які вже можна вважати великими метеоритними тілами.

Перша мала планета - Церера - була відкрита випадково 1 січня 1801 італійським астрономом Пиацци. В даний час відомо вже кілька тисяч малих планет. Приблизно для 2000 з них відомі точні орбіти. Загальна кількість малих планет всередині орбіти Юпітера, доступних спостереженнями, оцінюються в 100000. Але їх сумарна маса менше 1/1000 маси земної кулі.

Малим планетам з типовими орбітами присвоювалися жіночі імена, малі планети з тими чи іншими особливостями руху отримували чоловічі імена. Останнім часом, однак, це правило не дотримується. У переважної більшості малих планет великі півосі їх орбіт укладені між 2,2 і 3,6 а.о. Вони утворюють так зване кільце або пояс малих планет (астероїдів).

Орбіти малих планет в середньому більш витягнуті і більш нахилені по екліптиці, ніж орбіти великих планет. Відомо кілька десятків малих планет рухаються вздовж орбіти Юпітера і утворюють дві стійкі групи - на відстані 60Овпереді і позаду планети (так звані Троянці і Греки - вони все названі іменами героїв троянської війни). У малої планети Педальго має витягнуту орбіту з великої півосі в 5,8 а.о. афеміі розташований далі орбіти Сатурна, але завдяки великому нахилу орбіти Педальго не відбувається його зближення з Сатурном. Ще більшою орбітою володіє мала планета Хеерон. Її орбіта проходить в основному між орбітами Сатурна і Урана, але в перигелії заходить всередину орбіти Сатурна.

Деякі малі планети мають невеликі витягнуті орбіти, що наближаються до орбіті Землі (малі планети групи Амура) або навіть заходять всередину неї (малі планети групи Аполлона і Атона). Мала планета Ікар заходить навіть всередину орбіти Меркурія. Малі планети групи Аполлона і деякі з групи Амура можуть зближуватися із Землею. Вкрай рідко вони навіть стикаються з нею, утворюючи при уларов про сушу гігантські "метеоритні" кратери, а при попаданні в океани і моря породжують гігантські хвилі.

Існує гіпотеза, згідно з якою в тому місці, де зараз рухаються астероїди, коли -то перебувала планета. Ця планета (у неї навіть є дві назви: одне традиційне - Фаетон, а інше - планета Ольберса) руйнувалася або в результаті зіткнення з великим тілом, або під дією якихось інших сил, наприклад під дією приливних сил Юпітера. Уламки цієї гіпотетичної планети і є астероїди.

Таке припущення в даний час висловлюють багато вчених. Довгий час розміри малих планет оцінювали наближено, на підставі видимого блиску і передбачуваної відбивної здатності. В останні роки розміри і відбивні здатності найбільших малих планет визначають шляхом вимірювання інфрачервоного випромінювання і порівняння його з кількістю відбитого видимого світла, а також на основі емпіричної залежності поляризаційних властивостей поверхні і від її відбивної здатності. До теперішнього часу отримані такі відомості майже про 200 малих планетах поперечником більше 70 км. Найбільші малі планети мають такі розміри: Церера - 1003 км., Паллада - 608 км., Веста - 538 км., Тгія -450 км.

Малі планети, що рухаються усередині орбіти Юпітера, вважаються кам'янистими тілами, родинними планет земної групи. Це підтверджуються спектрофотометрическими спостереженнями, які показують, що майже всі вони по відбивних властивостях схожі на метеорити тих чи інших типів.

Метеорити - вісники космосу.

Метеорити - кам'яні або залізні тіла, падаючі на Землю з міжпланетного простору. Падіння метеоритів на Землю супроводжується звуковим, світловим і механічним явищем. По небу проноситься яскрава вогненна куля званий болідом, супроводжуваний хвостом і розлітаються іскрами. Після того як болід зникає, через кілька секунд лунають схожі на вибухи удари, звані ударними хвилями, які іноді викликають значний струс грунту і будівель.

Метеорити можуть випадати в тих випадках, коли швидкість вторгся в земну атмосферу метеорного тіла не перевершує 22 км / с і якщо це тіло має досить механічною міцністю. У місці падіння метеоритів утворюються поглиблення, розміри і форма яких залежать від маси метеоритів і швидкості з падіння.

Найбільший метеорит був знайдений в Південно-Західній Африці в 1920 році. Метеорит цей, Гоба (назви даються по населеному пункту, найближчого до місця падіння) залізний, маса його 60 т. До найбільших метеоритів відноситься залізний Сіхоте - Алинский, впав у СРСР в 1947 році. Він ще в атмосфері розколовся на тисячі частин і випав на Землю "залізним дощем". При ударі об грунт частини метеорита роздрібнили скельні породи, утворивши в них кратери і воронки. Було виявлено 200 кратерів і воронок діамтром від 20 см до 26 м. Маса Сіхоте -Алінского метеорита оцінюється в 70 т., Зібрано більше 23 т.

Метеорити складаються з тих же хімічних елементів, які є на Землі. Це в основному наступні 8 елементів: Залізо, нікель, магній, кремній, сірка, алюміній, кальцій і кисень. Інші елементи зустрічаються в метеоритах в дуже малих кількостях. З'єднуючись між собою, ці елементи утворюють в метеоритах різні мінерали, більшість яких є і на Землі. Але зустрічаються метеорити з невідомими на земній кулі мінералами.

Залізні метеорити майже цілком складаються з заліза. У поєднанні з нікелем і незначною кількістю кобальту. У кам'янистих метеоритах знаходяться силікати-мінерали, що представляють собою сполуки кремнію з киснем і домішкою інших елементів (магнію, алюмінію, кальцію та ін.). Залізно кам'яні метеорити складаються майже з рівних кількостей кам'янистого речовини і нікелістого заліза. У наш час в колекціях світу зібрані метеорити, що представляють приблизно 3500 окремих падінь. Близько 1/3 з цього числа метеоритів спостерігалися при падінні; решта знахідки.

Комети

Комети - тіла Сонячної системи, що мають вигляд туманних об'єктів, зазвичай зі світлим згустком - ядром в центрі і хвостом. Вони належать до числа найбільш красивих небесних тіл. Комети можуть спостерігатися тоді, коли невелике крижане тіло, зване ядром комети, наближається до сонця на відстань, менше 4-5 а.о., прогріваються його променями і з нього починають виділятися гази і пил, які видно в результаті їх освітлення Сонцем. Гази і пил, що виділяються з ядра, створюють навколо нього туманні оболонки - атмосферу комети, складову разом з ядром голову комети. Атмосфера комети безперервно розсіюється в міжпланетний простір: під дією світлового тиску та взаємодії з сонячним вітром гази і пил несуться в напрямку від Сонця, утворюючи хвіст комет.

У більшості комет в середині голови спостерігається яскраве звездообразное "ядро", яке представляє собою світіння центрально, Найбільш щільною зони газів, навколо істинного ядра комети. Голова комети і її хвіст не мають різких обрисів. Їх видимі розміри залежать від інтенсивності виділення газів і пилу з ядра, яка визначається розмірами ядра і його близькістю до Сонця, а з іншого боку від яскравості фону неба. Час від часу та чи інша комета зближується з який -або масивною планетою, і це призводить до різкої зміни її орбіти.

Поперечник голови комети зазвичай залишає десятки і сотні тисяч кілометрів, але, наприклад у комети 1680 і у яскравої комети 1811 він мільйон кілометрів, а хвіст був видний протягом 300 млн.км., тобто його довжина була вдвічі більше відстані від Землі до Сонця.

Відповідно до класифікації, запропонованої в 70х роках ХІХ століття російським астрономом Ф.А. Бородіхіним, все кометні хвости поділяються на три типи: хвости 1 типу спрямовані прямо від сонця; хвости 2 типу зігнуті і відхиляються назад по відношенню до орбітального руху комети; хвости 3 типу майже прямі, але помітно відхиляються назад. Сучасні дослідження дозволили встановити, що хвости 1 типу - плазмові, мають струйчатую структуру і складаються з іонізованих молекул, які з великим прискоренням несуться геть від ядра внаслідок електромагнітного взаємодії з сонячним вітром. Хвости 2 типу утворені пиловими частками різної величини, безперервно виділяються з ядра. Хвости 3 типу з'являються в тому випадку, коли з ядра одночасно виділяється ціле хмара пороху.

Близько 1950 вдалося встановити, що ядра комет - це порівняно невеликі крижані тіла, що складаються із замерзлих газів, переміщених з деякою кількістю нелетких кам'янистих речовин. Поперечником ядер бувають зазвичай від кількох сотень метрів до кількох кілометрів, і тому ядра не видні.

Світіння газів в кометах - це пере випромінювання сонячного світла, причому пере випромінюються лише промені певних довжин хвиль, характерних для даної молекули. Як показує вивчення спектрів, майже у всіх комет випромінювання голови породжується нейтральними молекулами, що складаються з двох або трьох атомів. У 70-х роках було встановлено присутність в кометах атомарного кисню, водню і вуглецю. У 1974 році вперше вдалося виявити радіовипромінювання кометних молекул.

В даний час щорічно відкривають 5-7 нових комет і досить часто один раз на 2-3 роки поблизу Землі і Сонця проходить яскрава комета з великим хвостом.

У 1996 році 31 січня японський любитель астрономії Юи Хіякутаке відкрив нову комету, яка отримала офіційне позначення - с / 1996В2, яка 25 березня пройшла на відстані 15 млн. Км. Від Землі зі швидкістю 58 км / с. А на початку травня космічна мандрівниця - комета Хіякутаке - зникла в променях Сонця і обігнувши його, почала свій зворотний шлях за межі Сонячної системи.

Закінчуючи загальний огляд Сонячної системи, необхідно відзначити ще одну дуже важливу обставину. Наша Сонячна система є системою стійкою, принаймні протягом кількох сотень мільйонів років. Це означає, що форма, розміри і взаємодія планет, взаємна орієнтування орбіт тіл, її складових, не можуть значно змінитися з плином часу, зазнаючи лише періодичні коливання біля своїх середніх значень. Звичайно, головна причина стійкості Сонячної системи полягає в тому, що 99,87% всієї маси зосереджено в сонце.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка