Сонечная сістэма

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Сонечная сістэма (маштаб не захаваны)

Сонечная сістэмазорная сістэма, якая складаецца з Сонца і яго планетнай сістэмы, і якая ўключае ў сябе ўсе натуральныя касмічныя аб'екты, якія абарочваюцца вакол Сонца: планеты і іх спадарожнікі, а таксама малыя целы — астэроіды, метэароіды, каметы, касмічны пыл.

Склад[правіць | правіць зыходнік]

  • Малыя целы Сонечнай сістэмы

Структура[правіць | правіць зыходнік]

Цэнтральным аб'ектам Сонечнай сістэмы з'яўляецца Сонца — зорка галоўнай паслядоўнасці спектральнага класа G2V, жоўты карлік. У Сонцы сканцэнтравана пераважная частка ўсёй масы сістэмы (каля 99,866 %), яно ўтрымлівае сваім прыцягненнем планеты і іншыя целы, якія належаць да Сонечнай сістэмы [ 21 ] . Чатыры найбуйнейшых аб'екта — газавыя гіганты — складаюць 99 % масы, што засталася (пры гэтым большая частка прыпадае на Юпітэр і Сатурн — каля 90%).

Большасць буйных аб'ектаў, якія абарочваюцца вакол Сонца, рухаюцца практычна ў адной плоскасці, званай плоскасцю экліптыкі. У той жа час каметы і аб'екты пояса Койпера часта валодаюць вялікімі кутамі нахілу да гэтай плоскасці [ 22 ] [ 23 ] .

Усе планеты і большасць іншых аб'ектаў абарочваюцца вакол Сонца ў адным кірунку з вярчэннем Сонца (супраць гадзіннікавай стрэлкі, калі глядзець з боку паўночнага полюса Сонца). Ёсць выключэнні, такія як камета Галея. Самай вялікай кутняй хуткасцю валодае Меркурый — ён паспявае здзейсніць поўны абарот вакол Сонца ўсяго за 88 зямных сутак. А для самой аддаленай планеты — Нептуна — перыяд абароту складае 165 зямных гадоў.

Большая частка планет круціцца вакол сваёй восі ў той жа бок, што і абарочваецца вакол Сонца. Выключэнні складаюць Венера і Уран, прычым Уран круціцца практычна «лежачы на баку» (нахіл восі каля 90 °). Для нагляднай дэманстрацыі кручэння выкарыстоўваецца спецыяльны прыбор — тэлурый.

Шматлікія мадэлі Сонечнай сістэмы ўмоўна паказваюць арбіты планет праз роўныя прамежкі, аднак у рэчаіснасці, за малым выключэннем, чым далей планета або пояс ад Сонца, тым большая адлегласць паміж яе арбітай і арбітай папярэдняга аб'екта. Напрыклад, Венера прыблізна на 0,33 а. а. далей ад Сонца, чым Меркурый, у той час як Сатурн на 4,3 а. а. далей Юпітэра, а Нептун на 10,5 а. а. далей Урана. Былі спробы вывесці карэляцыі паміж арбітальнымі адлегласцямі (напрыклад, правіла Тыцыуса — Бодэ), але ні адна з тэорый не стала агульнапрынятай.

Арбіты аб'ектаў вакол Сонца апісваюцца законамі Кеплера. Згодна з імі, кожны аб'ект абарочваецца па эліпсу, у адным з фокусаў якога знаходзіцца Сонца. У больш блізкіх да Сонца аб'ектаў (з меншай вялікай паўвоссю) большая вуглавая хуткасць вярчэння, таму карацей перыяд абароту (год). На эліптычнай арбіце адлегласць аб'екта ад Сонца змяняецца на працягу яго года. Бліжэйшы да Сонца пункт арбіты аб'екта называецца перыгелій, найбольш аддалены — афелій. Кожны аб'ект рухаецца хутчэй за ўсё ў сваім перыгеліі і павольней за ўсё ў афеліі. Арбіты планет блізкія да круга, але многія каметы, астэроіды і аб'екты пояса Койпера маюць моцна выцягнутыя эліптычныя арбіты.

Большасць планет Сонечнай сістэмы валодаюць уласнымі падначаленымі сістэмамі. Многія акружаны спадарожнікамі, некаторыя са спадарожнікаў па памеры пераўзыходзяць Меркурый. Большасць буйных спадарожнікаў знаходзяцца ў сінхронным вярчэнні, з адным бокам, пастаянна павернутым да планеты. Чатыры найбуйнейшыя планеты — газавыя гіганты, валодаюць таксама кольцамі, тонкімі палосамі маленькіх часціц, якія абарочваюцца па вельмі блізкім арбітах практычна ва ўнісон.

Паходжанне Сонечнай сістэмы[правіць | правіць зыходнік]

Паводле сучаснай думкі, Сонечная сістэма сфармавалася каля 5 мільярдаў гадоў таму ў выніку акрэцыі газапылавога воблака.

Сонца і планеты[правіць | правіць зыходнік]

Сонца — жоўты карлік спектральнага класа G2V — уяўляе сабой цэнтральнае цела Сонечнай сістэмы, засяроджвае каля 99,9 % яе агульнай масы, і ўтрымлівае сваім прыцягненнем планеты і іншыя целы, што належаць да яе.

Арбітальны рух планет[правіць | правіць зыходнік]

Усе планеты абарочваюцца вакол Сонца ў адным кірунку, па эліптычных арбітах з невялікім эксцэнтрысітэтам і малым нахілам да плоскасці экліптыкі, г.зн. плоскасці арбіты Зямлі. Самай вялікай вуглавой хуткасцю валодае Меркурый, які робіць поўны абарот за 88 зямных сутак. Для самай далёкай нармальнай планеты — Нептуна — арбітальны перыяд складае 165 гадоў. Плутон, які раней лічыўся планетай, мае анамальна вялікія значэнні эксцэнтрысітэту (0,25) і нахілу арбіты (17,1°). У выніку, каля перыгелія ён апынаецца бліжэй да Сонца, чым Нептун. Арбітальны рух Плутона і Нептуна знаходзіцца ў рэзанансе 2:3 — два абарачэнні Плутон адпавядаюць часу трох абаротаў Нептуна.

Сутачнае вярчэнне планет[правіць | правіць зыходнік]

Бо́льшая частка планет верціцца вакол сваёй восі ў такім самым кірунку, што і іх рух вакол Сонца. Выняткамі з'яўляюцца Венера і Уран, прычым Уран верціцца амаль «на баку», г.зн. перпендыкулярна плоскасці арбіты.

Параўнальная табліца асноўных параметраў планет[правіць | правіць зыходнік]

Усе параметры ніжэй паказаныя адносна іх значэнняў для Зямлі:

* Абсалютныя значэнні прыведзеныя ў артыкуле Зямля.
**Планета верціцца ў кірунку, процілеглым яе арбітальнаму руху.
***Пасля адкрыцця ў 1930 годзе Міжнародны Астранамічны Саюз класіфікаваў Плутон як планету. Аднак у 2006 г. Плутон быў пазбаўлены гэтага статусу і перакласіфікаваны ў малыя планеты.
Планета Экватарыяльны
дыяметр
(зямных дыяметраў)
Маса
(зямных мас)
Арбітальны
радыус
(а. а.)
Арбітальны
перыяд
(гадоў)
Суткі
(зямных сутак)
Спадарожнікі
Меркурый 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6 няма
Венера 0,949 0,82 0,72 0,615 243** няма
Зямля* 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1
Марс 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03 2
Юпітэр 11,2 318 5,20 11,86 0,414 63
Сатурн 9,41 95 9,54 29,46 0,426 60
Уран 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718** 27
Нептун 3,81 17,2 30,06 164,79 0,671 13
Плутон*** 0,24 0,0017 39,5 248,5 6.5** 2
Прыблізныя суадносіны памераў планет і Сонца

«Адкрыццё» і даследаванне Сонечнай сістэмы[правіць | правіць зыходнік]

Тая акалічнасць, што назіраць рухі нябесных свяцілаў чалавек быў змушаны з паверхні якая верціцца вакол сваёй восі і што рухаецца па арбіце Зямлі, на працягу шматлікіх стагоддзяў перашкаджала ўсведамленню структуры Сонечнай сістэмы. Бачныя рухі Сонца і планет успрымаліся як іх сапраўдныя рухі вакол нерухомай Зямлі.

Геацэнтрычная і геліяцэнтрычная сістэмы[правіць | правіць зыходнік]

На працягу доўгага часу панавальнай была геацэнтрычная мадэль, у адпаведнасці з якой у цэнтры сусвету нерухомая Зямля, а вакол яе па досыць складаным законам рухаюцца ўсе нябесныя целы. Найбольш падрабязна гэтая сістэма была распрацаваная Пталамеем (адсюль «пталамеева сістэма»); у гэтым выглядзе яна дазваляла з даволі высокай дакладнасцю апісваць назіраныя рухі свяцілаў.

Найважнейшы прарыў у разуменні сапраўднай будовы Сонечнай сістэмы адбыўся ў XVI стагоддзі, калі Мікалай Капернік распрацаваў геліяцэнтрычную сістэму свету. У яе аснове ляжалі наступныя цверджанні:

  • у цэнтры сусвету знаходзіцца Сонца, а не Зямля;
  • шарападобная Зямля круціцца вакол сваёй восі, і гэтае кручэнне тлумачыць уяўны сутачны рух усіх свяцілаў;
  • Зямля, як і ўсе іншыя планеты, круцяцца вакол Сонца па акружнасці, і гэтае кручэнне тлумачыць бачны рух Сонцы сярод зорак;
  • усё рухі ўяўляюцца ў выглядзе камбінацыі раўнамерных кругавых рухаў;
  • уяўныя прамыя і папятныя рухі планет належаць не ім, а Зямлі.

Галактычная арбіта[правіць | правіць зыходнік]

Становішча Сонцы ў нашай Галактыцы

Сонечная сістэма з'яўляецца часткай Млечнага Шляху — спіральнай галактыкі, мае дыяметр каля 30 тысяч парсек (або 100 тысяч светлавых гадоў) і якая складаецца з прыблізна 200 мільярдаў зорак. Мы жывем недалёка ад плоскасці сіметрыі галактычнага дыску (на 20—25 парсекаў вышэй, «паўночней» за яго), і на адлегласці каля 8 тысяч парсекаў (27 тысяч светлавых гадоў) ад галактычнага цэнтра (т.ч. практычна на паўдарогі ад цэнтра Галактыкі да яе краю), на ўскраіне рукава Арыёна — аднаго з спіральных рукавоў Млечнага Шляху.

Сонца круціцца вакол галактычнага цэнтра па амаль кругавой арбіце з хуткасцю каля 220 км/г і робіць поўнае абарачэнне за 226 мільёнаў гадоў. Гэты прамежак часу завецца галактычным годам.

Акрамя кругавога руху па арбіце, Сонечная сістэма робіць вертыкальныя ваганні адносна галактычнай плоскасці, перасякаючы яе кожныя 30—35 мільёнаў гадоў і апыняючыся то ў паўночным, то ў паўднёвым галактычным паўшар'і.[1][2][3]

Сонечная сістэма і міжзоркавае рэчыва[правіць | правіць зыходнік]

Міжзоркавае асяроддзе ў наваколлях Сонечнай сістэмы неаднароднае. Назіранні паказваюць, што Сонца рухаецца з хуткасцю каля 25 км/с скрозь Мясцовае міжзоркавае воблака і можа пакінуць яго на працягу наступных 10 тысяч гадоў. Вялікую ролю ва ўзаемадзеянні Сонечнай сістэмы з міжзоркавым рэчывам грае сонечны вецер.

Наша планетная сістэма існуе ў вельмі разраджанай «атмасферы» сонечнага ветру — струменю зараджаных часціц (у асноўным вадароднай і геліевай плазмы), якія з вялікай хуткасцю выходзяць з сонечнай кароны. Сярэдняя хуткасць струменя, назіраная на Зямлі, складае 450 км/с. Па меры выдалення ад Сонца, шчыльнасць сонечнага ветру слабее, і надыходзіць момант, калі ён больш не можа стрымліваць ціску міжзоркавага рэчыва. Падчас сутыкненняў утворыцца некалькі пераходных вобласцяў.

Мяжа ўдарнай хвалі[правіць | правіць зыходнік]

Спачатку сонечны вецер тармозіцца з звышгукавых хуткасцяў, робіцца больш шчыльным, цёплым і турбулентным. Момант гэтага пераходу завецца мяжой ударнай хвалі (termination shock) і знаходзіцца на адлегласці каля 95 а. а. ад Сонца. (Па дадзеных, атрыманым з касмічнага апарата «Вояджэр-1», ён перасёк гэтую мяжу ў снежні 2004 гада.)

Геліясфера і геліяпаўза[правіць | правіць зыходнік]

Яшчэ прыблізна праз 40 а. а. сонечны вецер сутыкаецца з міжзоркавым рэчывам і канчаткова спыняецца. Гэтая мяжа, якая аддзяляе міжзоркавае асяроддзе ад рэчыва Сонечнай сістэмы, завецца геліяпаўзай. Па форме яна падобная на бурбалку, выцягнутую ў процілеглы руху Сонца бок. Вобласць прасторы, абмежаваная геліяпаўзай, завецца геліясферай.

Паводле дадзеных апаратаў «Вояджэр» геліяпаўза з паўднёвага боку бліжэйшая, чым з паўночнага (73 і 85 а.а., адпаведна). Дакладныя прычыны гэтага пакуль невядомыя; паводле першых здагадак, асіметрычнасць геліяпаўзы можа быць выкліканая дзеяннем звышслабых магнітных палёў у міжзоркавай прасторы Галактыкі.

Галаўная ўдарная хваля[правіць | правіць зыходнік]

На іншым баку геліяпаўзы, на адлегласці парадку 230 а. а. ад Сонца, уздоўж галаўной ударнай хвалі (bow shock) адбываецца тармажэнне з звышгукавых хуткасцяў міжзоркавага рэчыва, што пранікае ў Сонечную сістэму.

Мяжа Сонечнай сістэмы[правіць | правіць зыходнік]

Пытанне аб тым, дзе менавіта сканчаецца Сонечная сістэма і пачынаецца міжзоркавая прастора, неадназначнае, паколькі звязанае з вобласцямі ўплыву дзвюх розных з'яў — сонечнага ветру і сонечнага прыцягнення. Нават далёка за межамі геліапаўзы Сонца здольнае ўтрымліваць сваім прыцягненнем іншыя аб'екты — аж да воблака Оарта, што цягнецца амаль на светлавы год.

Каланізацыя Сонечнай сістэмы[правіць | правіць зыходнік]

Практычнае значэнне каланізацыі абумоўлена неабходнасцю забяспечыць нармальнае існаванне і развіццё чалавецтва. З цягам часу рост насельніцтва Зямлі, экалагічныя і кліматычныя змены могуць стварыць сітуацыю, калі недахоп прыдатнай для пражывання тэрыторыі паставіць пад пагрозу далейшае існаванне і развіццё зямной цывілізацыі. Таксама да неабходнасці засялення іншых аб'ектаў Сонечнай сістэмы можа прывесці і дзейнасць чалавека: эканамічная або геапалітычная сітуацыя на планеце; глабальная катастрофа, выкліканая прымяненнем зброі масавага паражэння; знясіленне прыродных рэсурсаў планеты і іншыя фактары.

У рамках ідэі каланізацыі Сонечнай сістэмы неабходна разгледзець т. зв. «Тэрафарміраванне» (лац.: terra — зямля і forma — выгляд) — пераўтварэнне кліматычных умоў планеты, спадарожніка ці ж іншага касмічнага цела для стварэння або змены атмасферы, тэмпературы і экалагічных умоў у стан, прыдатны для пражывання зямных жывёл і раслін. Сёння гэтая задача прадстаўляе ў асноўным тэарэтычную цікавасць, але ў будучыні можа атрымаць развіццё і на практыцы.

У якасці аб'ектаў, найбольш прыдатных для засялення іх каланістамі з Зямлі, у першую чаргу разглядаюцца Марс і Месяц[4]. Астатнія аб'екты могуць быць таксама ператвораныя для пражывання на іх людзей, аднак ажыццявіць гэта будзе значна цяжэй як праз умовы, што пануюць на гэтых планетах, так і праз шэраг іншых фактараў (напрыклад, адсутнасць магнітнага поля, празмерная аддаленасць ці ж набліжанасць да Сонца ў выпадку з Меркурыем). Пры каланізацыі і тэрафарміраванні планет неабходна будзе ўлічваць наступнае: велічыня паскарэння вольнага падзення[5], аб'ём прыманай сонечнай энергіі[6], наяўнасць вады[5], узровень радыяцыі (радыяцыйны фон)[7], характар ​​паверхні, ступень пагрозы сутыкнення планеты з астэроідам і іншымі малымі целамі Сонечнай сістэмы.

Галактычная арбіта[правіць | правіць зыходнік]

Сонечная сістэма з'яўляецца часткай Млечнага Шляху — спіральнай галактыкі, якая мае дыяметр каля 30 тысяч парсек (або 100 тысяч светлавых гадоў) і якая складаецца з прыблізна 200 млрд зорак. Сонечная сістэма размешчана паблізу плоскасці сіметрыі галактычнага дыска (на 20-25 парсек вышэй, гэта значыць на поўнач ад яго), на адлегласці каля 8 тысяч парсек (27 тысяч светлавых гадоў) ад галактычнага цэнтра (практычна на роўнай адлегласці ад цэнтра Галактыкі і яе краю), на ўскраіне рукава Арыёна — аднаго з галактычных рукавоў Млечнага Шляху.

Сонца круціцца вакол галактычнага цэнтра па амаль кругавой арбіце з хуткасцю каля 254 км/с[8][9] (удакладнена ў 2009 г.) і здзяйсняе поўны абарот прыкладна за 230 млн гадоў. Гэты прамежак часу завецца галактычным годам. Сонечны апекс (напрамак шляху Сонца праз міжзоркавую прастору), размешчаны ў сузор'і Геркулеса ў кірунку бягучага становішча яркай зоркі Вега.

Акрамя кругавога руху па арбіце, Сонечная сістэма робіць вертыкальныя ваганні адносна галактычнай плоскасці, перасякаючы яе кожныя 30-35 млн гадоў і апыняючыся то ў паўночным, то ў паўднёвым галактычнай паўшар'і[10][11].

Месцазнаходжанне Сонечнай сістэмы ў галактыцы, верагодна, уплывае на эвалюцыю жыцця на Зямлі. Яе арбіта практычна круглая; і хуткасць прыкладна роўная хуткасці спіральных рукавоў, што азначае, што яна праходзіць скрозь іх надзвычай рэдка. Гэта дае Зямлі працяглыя перыяды міжзоркавай стабільнасці для развіцця жыцця, так як спіральныя рукавы валодаюць значнай канцэнтрацыяй патэнцыяльна небяспечных звышновых. Сонечная сістэма таксама знаходзіцца на значнай адлегласці ад перапоўненых зоркамі наваколляў галактычнага цэнтра. Каля цэнтра гравітацыйныя ўздзеянні суседніх зорак маглі абурыць аб'екты воблака Оарта і накіраваць мноства камет ва ўнутраную Сонечную сістэму, выклікаўшы сутыкненні з катастрафічнымі наступствамі для жыцця на Зямлі. Інтэнсіўнае выпраменьванне галактычнага цэнтра таксама магло паўплываць на развіццё высокаарганізаванага жыцця. Некаторыя навукоўцы высоўваюць гіпотэзу, што нягледзячы на спрыяльнае размяшчэнне Сонечнай сістэмы, нават на працягу апошніх 35 000 гадоў жыццё на Зямлі падвяргалася ўздзеянню звышновых, якія маглі выкідваць часціцы радыеактыўнага пылу і вялікія каметападобныя аб'екты.

Наваколлі[правіць | правіць зыходнік]

Бліжэйшыя зоркі

Непасрэдная галактычнае наваколле Сонечнай сістэмы вядомае як Мясцовае міжзоркавае воблака. Гэта больш шчыльны ўчастак вобласці разрэджанага газу Мясцовая бурбалка — паражніны ў міжзоркавым асяроддзі працягласцю прыкладна 300 св. гадоў, якая мае форму пясочнага гадзінніка. Бурбалка запоўнена высокатэмпературнай плазмай; гэта мяркуе, што бурбалка утварылася ў выніку выбуху некалькіх нядаўніх звышновых [ 171 ] .

Адносна няшмат зорак у межах дзесяці св. гадоў (95 трлн км) ад Сонца. Бліжэйшай з'яўляецца трайная зорная сістэма Альфа Цэнтаўра, на аддаленні прыкладна 4,3 св. гадоў. Альфа Цэнтаўра A і B — цесная падвойная сістэма блізкіх па характарыстыках Сонца зорак, у той час як маленькі чырвоны карлік Альфа Цэнтаўра C (таксама вядомы як Проксіма Цэнтаўра) абарочваецца вакол гэтай пары на адлегласці 0,2 св. гадоў. Наступнымі бліжэйшымі зоркамі з'яўляюцца чырвоныя карлікі зорка Барнарда (5,9 св. гадоў), Вольф 359 (7,8 св. гадоў) і Лаланд 21185 (8,3 св. гадоў). Найбуйнейшая зорка ў межах дзесяці светлавых гадоў — Сірыус, яркая зорка галоўнай паслядоўнасці з масай прыкладна ў дзве масы Сонца і кампаньёнам, белым карлікам пад назвай Сірыус B. Сірыус знаходзіцца на адлегласці 8,6 св. гадоў. Тыя сістэмы ў межах дзесяці светлавых гадоў, што засталіся — падвойная сістэма чырвоных карлікаў Лейтэ 726-8 (8,7 св. гадоў) і адзіночны чырвоны карлік Рос 154 (9,7 св. гадоў). Бліжэйшая сістэма карычневых карлікаў — Лумана 16, знаходзіцца на адлегласці 6,59 светлавых гадоў. Бліжэйшая адзінкавая падобная Сонца зорка — Таў Кіта, знаходзіцца на адлегласці 11,9 св. гадоў. Валодае прыкладна 80 працэнтамі масы Сонца, але толькі 60 працэнтамі яе яркасці. Бліжэйшая вядомая экзапланета знаходзіцца ў найбольш блізкай ж да нас зорнай сістэме Альфа Цэнтаўра, якая знаходзіцца на адлегласці 4,3 св. гадоў. Адзіная пацверджаная планета ў сістэме — Альфа Цэнтаўра B b, з масай прыкладна ў 1,1 масы Зямлі і перыядам звароту за ўсё ў 3,2 дня4,3 св. лет. Единственная подтверждённая планета в системе — Альфа Центавра B b, с массой примерно в 1,1 массы Земли и периодом обращения всего в 3,2 дня[12].

Дыяграма размяшчэння Зямлі і Сонечнай сістэмы ў назіранай частцы Сусвету. (Націсніце сюды для прагляду альтэрнатыўнай выявы.)
Дыяграма размяшчэння Зямлі і Сонечнай сістэмы ў назіранай частцы Сусвету. (Націсніце сюды для прагляду альтэрнатыўнай выявы.)


Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т.15: Следавікі — Трыо / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш — Мінск: БелЭн, 2002. — Т. 15. — 552 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0251-2 (Т. 15).

Зноскі