2 мая 2011 г.

Солнечная система: большие планеты, планеты-карлики и малые планеты

Солнечная система в масштабе (изображение взято из Википедии)
Наверное, каждый, кто хоть раз ночью смотрел на небо, задумывался над тем, насколько велика Вселенная.  Несмотря на то, что наши представления о мире за последние 2000 лет серьёзно изменились, и мы уже не верим в небесные сферы, оценить реальный масштаб и наше место во Вселенной может далеко не каждый. Пора исправить это досадное упущение.

Прежде всего, давайте начнём с нашего маленького "мирка", типичного представителя нашей галактики Млечный путь, с Солнечной системы.

Состав Солнечной системы


Солнечную систему условно разделяют на четыре области (хотя возможны и другие подходы):

  1. Внутренняя Солнечная система (Меркурий, Венера, Земля + Луна, Марс + Фобос и Деймос, главный пояс астероидов).
  2. Внешняя Солнечная система (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун со спутниками, кометы, кентавры (астероиды между Юпитером и Марсом)).
  3. Транснептуновые объекты (карликовые планеты за Нептуном в поясе Койпера: Плутон–Харон + спутники, Хаумеа + спутники, Макемаке, сам пояс Койпера, Рассеянный диск + карликовая планета Эрида со спутником).
  4. Облако Оорта.

Мы находимся во внутренней Солнечной системе.

Внутренняя Солнечная система


Внутренняя Солнечная система
(изображение взято из Википедии)
Основу этой области составляют четыре планеты, называемые планетами земной группы. В названии, кстати, проявляется основное свойство нашей планеты — она самая большая из представленных четырёх. Следом идут Венера, затем Марс, затем Меркурий. Последний, кстати, единственный, кто может через некоторое время (порядка нескольких миллиардов лет) "улететь" в район других планет и столкнуться с ними или изменить их орбиты, либо врезаться в Солнце. Вызвано это так называемым резонансом с Юпитером и близостью к Солнцу. Примечательно и другое — потенциально и Венера, и Марс возможны к заселению: примерно та же гравитация, более или менее нормальные температурные условия, наличие атмосферы (чрезмерной в случае Венеры, недостаточной в случае Марса, но всё поправимо), удачный состав поверхности и ядра.


Ещё одним "жителем" Солнечной системы является главный пояс астероидов, состоящий из более чем 400000 нумерованных (известных и рассчитанных) астероидов, среди которых можно выделить две замечательные группы: троянцы и греки. Причина образования этих групп в следующем: представим себе систему "Солнце — Юпитер". Юпитер вращается вокруг Солнца. Вопрос: существуют ли точки, поместив в которые пробное тело, мы бы могли добиться неподвижности (устойчивости), то есть взаимного компенсирования притяжения Солнца и Юпитера? Ответ: да, такие точки существуют. Они называются точками либрации (или точками Лагранжа по имени первооткрывателя первых 3 точек). Среди этих точек выделяются две, называемые L4 и L5. Они расположены на орбите Юпитера на 60 градусов спереди и сзади. Вот именно в этих областях и расположены две группы астероидов, названные в честь национальностей героев Иллиады — греков и троянцев.

Внешняя Солнечная система


Внешняя Солнечная система — планеты-гиганты
(изображение взято из Википедии)
Во внешней части Солнечной системы, за поясом астероидов, расположены самые большие планеты Солнечной системы (в порядке убывания): Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все эти планеты являются газовыми гигантами, то есть их поверхность не является твёрдой. Если бы они были массивнее, то могли бы стать слабыми звёздами (строго говоря, для того, чтобы тело стало звездой, необходимо, чтобы массы было достаточно для проведения термоядерных реакций). Каждая из этих планет имеет множество спутников. Из них примечательны так называемые Галилеевские спутники — Ио, Европа, Ганимед, Калисто. Эти спутники были открыты Галилеем, когда он наблюдал в первый телескоп Юпитер. Кстати, по затмениям в этих системах также можно определить приблизительно и скорость света (насколько мне известно, именно это и было первым экспериментом в данной области). Также каждая из этих планет обладает кольцами — микроскопическими и не очень частицами, находящимися рядом с планетой. Наибольшей структурой колец обладает Сатурн. В кольцах, кстати, могут находиться мелкие спутники. Кстати, мы тоже успели отличиться, Земля нынче имеет небольшое кольцо из космического мусора.

Транснептуновые объекты


Крупнейшие транснептуновые объекты
(Изображение взято из Википедии)
За Нептуном расположены объекты так называемого пояса Койпера, самым известным из которых, несомненно, является Плутон, единственный объект в Солнечной системе, чем статус был понижен с планеты до карликовой планеты. А предыстория здесь такова: долгое время ввиду того, что Плутон находится очень далеко, не было нормальных и качественных наблюдений этого объекта. Считалось, что его размер превосходит аж размер Меркурия (ну или сравним с оным). В конце 20-го века выяснилось, что это не так. И, более того, существуют объекты, сходного с Плутоном размера. А на орбите Плутона находятся "мелкие астероиды", то есть не выполняется главное условие "планетности" — планета должна очистить свою орбиту от всякого "мусора". Поэтому решением международного астрономического союза Плутон стал первой карликовой планетой. Сейчас ведутся дебаты о создании нового типа объектов — плутоидов, чтобы как-то отделить более близкие карликовые планеты (или, если говорить более точно, резонансные) от более дальних. Помимо Плутона есть ещё Хаумеа и Макемаке. В целом, пояс Койпера похож на главный пояс астероидов, за исключением размера — он гораздо больше. Если к поясу Койпера относить также Рассеянный диск, то тогда можно отметить этот регион, как один из источников комет в Солнечной системе.

Облако Оорта


Облако Оорта — гипотетическое место в Солнечной системе, откуда происходит большинство долгопериодических (и, возможно, короткопериодических) комет. Инструментально существование данной области пока что не доказано, но косвенных признаков существования этого облака достаточно много. Ближайшее будущее покажет...

И в заключение хотелось бы показать небольшой ролик, показывающий относительные размеры объектов Солнечной системы в сравнении друг с другом и другими объектами Вселенной.