Размеры солнечной системы

Астрономы впервые обнаружили кольца вокруг астероида

До сегодняшнего дня кольца, состоящие из ледяных частиц и камней, были известны только у планет Солнечной системы, Сатурн — самая известная из них. Помимо него кольцевые образования известны вокруг Юпитера, Урана и Нептуна.

Однако теперь планеты потеряли монополию на кольца.

Астероид в кольце

Планеты оказались не единственными телами Солнечной системы, имеющими кольца. Аналогичные структуры впервые найдены у крупного астроида, который… → Команда астрономов под руководством Фелипе Брага-Рибаса открыла кольца там, где никто не ожидал — вокруг крупного астероида, точнее, малой планеты.

По существующим правилам Международного астрономического союза, все вращающиеся в Солнечной системе тела, чьей гравитации не хватает для придания им круглой формы, называют малыми телами Солнечной системы.

Речь идет о крупном космическом теле (10199) Харикло — астероиде, относящемся к группе так называемых кентавров, которые болтаются между орбитами Юпитера и Нептуна. Астрономы считают, что этот и подобные ему астероиды около 10 млн лет назад, что относительно недавно по меркам Солнечной системы, были вырваны гравитационным воздействием Урана из Пояса Койпера, населенного так называемыми транснептуновыми объектами. Харикло имеет диаметр 250 км, он был обнаружен астрономами в 1995 году. Спустя два года после открытия он преподнес первый сюрприз.

В 1997 году ученые заметили, что яркость астероида загадочным образом снижается на 40% и восстанавливается снова. То же самое наблюдалось и в 2008 году.

«Супервспышка может быть опаснее небольшого астероида»

По-настоящему яркое открытие российских ученых, вспышки на солнцеподобных звездах и очень быстрое звездное скопление — «Газета.Ru»… → Согласно расчетам, 3 июня 2013 года на Земле должно было наблюдаться покрытие этим астероидом далекой звезды. Покрытия астероидами звезд случаются часто, и астрономы используют эту возможность, чтобы оценить форму и размеры уже известных астероидов.

Так, в прошлую пятницу миллионы жителей Нью-Йорка могли наблюдать покрытие яркой звезды Регул астероидом Главного пояса.

Смысл этих наблюдений в том, чтобы в разных точках Земли точно измерить время, на которое пропадает блеск затмеваемой звезды.

Поэтому 3 июня на нужную звезду нацелилось множество телескопов в Бразилии, Аргентине, Уругвае и Чили. В то время, как покрытие звезды непосредственно астероидом было замечено в трех местах в Чили, еще в семи местах наблюдалось 13 вторичных за, — пишут авторы работы в статье, опубликованной в Nature

Расчеты показали, что

Церера запарила

Карликовая планета Церера стала четвертым телом Солнечной системы, из которого бьют водяные фонтаны. Породнить ее с Землей помог отработавший свое… → Харикло окружен двумя плотными, резко очерченными кольцами шириной всего 7 и 3 км, разделенных между собой щелью в 9 км, которые вращаются на расстоянии 400 км вокруг астероида.

«Только представьте себе — каково стоять на поверхности ледяного тела, настолько малого, что спорткар может разогнаться и улететь с него в космос, и видеть на небе 20-километровую систему колец в 1000 раз ближе, чем Луна», — сказал Уффе Гре Йоргенсен из Института Нильса Бора (Копенгагенский университет, Дания), соавтор открытия.

Что касается происхождения колец, то на этот счет у астрономов нет единого мнения. По одной версии, кольца — результат удара о Харикло какого-то другого тела, которое выбросило на орбиту внешние слои астероида, разбило существовавший ранее спутник, или разрушилось само, образовав диск обломков. По второй гипотезе, диск обломков сформировался сам из-за быстрого вращения астероида. И, наконец, кольца могли образовать два древних спутника астероида, которые столкнулись по неизвестной причине.

«Так что помимо колец, вероятно, у Харикло есть как минимум одна небольшая луна, которую еще предстоит открыть», — считает Рибас.

Покрытия звезд используются для открытия колец не впервые. Таким образом были обнаружены кольца у Урана и Нептуна в 1977 и 1984 годах, напоминают ученые.

Вклад Серды

Иезуит Томас Серда прочитал знаменитый курс астрономии в Барселоне в 1760 году на Королевской кафедре математики в колледже Сант-Жауме-де-Корделлес (Императорская и Королевская семинария знати Корделл). В «Тратадо» Сердаса появляются планетарные расстояния, полученные с помощью применения третьего закона Кеплера, с точностью 10–3.

Если взять за 10 расстояние от Земли и округлить до целого, геометрическая прогрессия / = 2, от n = 2 до n = 8, может быть выраженной. И используя круговое равномерное фиктивное движение к аномалии Кеплера, значения Rn, соответствующие отношениям каждой планеты, могут быть получены как rn = (Rn — R1) / (Rn-1 — R1), в результате чего получается 1,82; 1,84; 1,86; 1.88 и 1.90, где rn = 2 — 0.02 (12 — n) — явное соотношение между кеплеровской преемственностью и законом Тициуса-Боде, что считается случайным численным совпадением. Результат исчисления близок к двум, но двойка вполне может рассматривать как округление числа 1,82.

Средняя скорость планеты от n = 1 до n = 8 уменьшает расстояние от Солнца и отличается от равномерного снижения при n = 2 для восстановления после n = 7 (орбитальный резонанс). Это влияет на расстояние от Солнца до Юпитера. Впрочем, расстояние между всеми остальными объектами в рамках пресловутого правила, которому посвящена статья, также определяется этой математической динамикой.

Солнечная система. Что о ней известно? Названия планет

В древние времена люди считали, что центром Вселенной является Земля, а вокруг нее вращается Солнце, Луна и другие планеты. Первым человеком, предложившим гелиоцентрическую систему мира, был древнегреческий астроном Аристарх Самосский, живший в III веке до нашей эры. Однако популярности учение не снискало. Гелиоцентрическая система получила развитие лишь по прошествии почти 1800 лет в трудах польского ученого Николая Коперника. В 1543 году он сумел доказать, что Земля вращается как вокруг своей оси, так и вокруг Солнца, подобным образом ведут себя и другие планеты.

Николай Коперник. Фото: Wikimedia

В доисторическую эпоху были открыты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Все планеты, кроме Земли, были названы в честь древнеримских богов: торговли, любви, войны, верховного бога-громовержца и времени. Об Уране узнали лишь в 1781 году благодаря английскому астроному Уильяму Гершелю, который наградил свое открытие именем бога неба. Нептун, названный в честь бога морей, своим открытием в 1846 году обязан немецким астрономам Иоганну Готтфриду Галле и Генриху Луи д’Арре, а Плутон получил звание «Девятой планеты» в 1930 году благодаря американцу Клайду Уильяму Томбо. Имя планете предложила школьница из Оксфорда Венеция Берни. Она решила, что древнеримский вариант имени греческого бога подземного царства подойдет для далекой и холодной планеты лучше всего.Название планеты Земля же в прямом смысле означало «грунт»​, причем на всех языках — «Terra», «Earth»​.

Солнце. Фото: Wikimedia

В наши дни мало кто будет спорить с тем, что Солнечная система входит в состав галактики Млечный путь. Подавляющая часть всей массы системы (около 99,86%) приходится на центральную звезду Солнце, которая притягивает силой своей тяжести все прочие космические объекты системы. Примечательно, что 99% оставшейся массы сосредоточено в планетах-гигантах: Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.

Млечный путь. Фото: Wikimedia/NASA

Все объекты Солнечной системы, вращающиеся вокруг Солнца, официально делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы. В категорию так называемой внутренней области Солнечной системы входят планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Земля вместе с Луной, Марс со спутниками Фобос и Деймос, а также расположенная в поясе астероидов карликовая планета Церера.

Планеты Земной группы. Фото: Wikimedia

За поясом астероидов следует внешняя область Солнечной системы, к которой относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе со всеми своими кольцами и спутниками, а также кометы, отдаленные астероиды и карликовые планеты, в число которых входит и Плутон.

Планеты с кольцами

Помимо спутников у некоторых планет также есть и кольца. Более 300 лет Сатурн считался единственной подобной планетой. Однако это не так, кольца были обнаружены у Урана, Юпитера и Нептуна.

Затмение Сатурном Солнца. Фото межпланетной станции Кассини. Wikimedia

Первым систему колец у Сатурна увидел Галилео Галилей, а упомянул ее голландский астроном Христиан Гюйгенс. «Кольцом окружен тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклоненным», — писал он.

Ученые выяснили, что кольца Сатурна в основном состоят из водяного льда и очень мелких пылевых частиц. Позже было установлено, что число колец Сатурна исчисляется сотнями.

В 1921 году появился слух о том, что Сатурн лишился колец, а их частицы улетели в космическое пространство. Это произошло из-за того, что кольца повернулись ребром к Земле, а поскольку они очень тонкие, приборы того времени не способны были их уловить.

Кольца Сатурна. Фото межпланетной станции Кассини. Wikimedia

В 1977 году группой американских ученых были открыты девять колец у Урана, хотя первые предположения об этом выдвигал еще первооткрыватель планеты Уильям Гершель. В 1986 году «Вояджер-2» зафиксировал данные еще о двух кольцах Урана, а также пара колец была открыта в 2003-2005 годах телескопом «Хаббл».

Наличие колец у Юпитера предполагал в 1960 году советский астроном Сергей Всехсвятский, и в 1979 году они были замечены при подлете к планете космического аппарата «Вояджер-1». Спустя 10 лет его брат-близнец «Вояджер-2» обнаружил кольца Нептуна.

В октябре 2017 года было обнаружено кольцо у карликовой планеты Хаумеа. Предполагалось, что Плутон также обладает системой планетных колец, но в 2015 году аппарат «Новые горизонты» их не обнаружил.

Влияние

Тициус был учеником немецкого философа Кристиана Фрейхерра фон Вольфа (1679-1754). Вторая часть вставленного текста в работе Боннета основана на работе фон Вольфа от 1723 года, Vernünftige Gedanken von den Wirkungen der Natur.

Литература двадцатого века присваивает авторство правила Тициуса–Боде немецкому философу. Если это так, Тициус мог бы поучиться у него. Еще одна более старая ссылка была написана Джеймсом Грегори в 1702 году в его Astronomiae Physicae et geometryae Elementa, где последовательность планетарных расстояний 4, 7, 10, 16, 52 и 100 стала геометрической прогрессией отношения 2.

Это самая близкая формула Ньютона, которая также содержалась в трудах Бенджамина Мартина и Томаса Серда за годы до публикации в Германии книги Боннета.

Пояс астероидов

Поясом астероидов принято называть область, расположенную между Марсом и Юпитером. Этот участок заполнен множеством объектов неправильной формы, называемых астероидами, и стал заметен астрономам еще в начале XIX века. В настоящее время он довольно хорошо изучен.

В поясе астероидов, который иногда называют главным поясом, присутствуют четыре крупнейших астероида:

  • Церера;
  • Веста;
  • Паллада;
  • Гелея.

Церера является самым крупным объектом в главном поясе, специалисты относят ее к карликовым планетам: ее диаметр составляет около 950 километров, диаметр остальных астероидов из группы крупнейших не превышает 600 километров.

Размеры остальных частиц пояса астероидов очень отличаются, а некоторые из них ничтожно малы и являются космической пылью, однако общее их количество более миллиона. При этом даже столь огромное количество объектов не делает пояс заполненным.

Космические аппараты пролетают здесь, никогда не сталкиваясь с астероидами, однако контакт небесных тел между собой происходит здесь довольно часто (учитывая астрономические временные масштабы).

Результат этого столкновения может отличаться в зависимости от скорости астероидов: если скорость высока, может образоваться семейство астероидов из фрагментов столкнувшихся, а при низкой скорости объектов может произойти слияние двух астероидов в один.

Углеродные

Темные астероиды, увидеть на небе их возможно только с помощью телескопа. Из названия понятно, что в их составе преобладает углерод, кроме того, они состоят из минералов и горных пород. Углеродные астероиды преобладают в главном поясе: их доля составляет около 75 % всех объектов. Больше всего их на внешнем крае пояса, по мере удаленности от Солнца их количество значительно снижается.

Силикатные астероиды

Состав этих объектов аналогичен каменным метеоритам, в нем преобладает кремний. Их доля в поясе астероидов составляет около 17 %, наибольшая их концентрация наблюдается в 2 астрономических единицах от Солнца, по мере удаления от звезды их количество снижается. Астероиды обладают умеренной яркостью, среди них есть довольно крупный объект — Эвномия, ее ширина составляет примерно 330 километров.

Железные астероиды

Самая многочисленная группа пояса астероидов. В составе преобладает железо и никель. Обладают умеренной яркостью. Существует предположение, что данные объекты являются остатками металлических ядер астероидов, фрагментированных после удара.

Уран и Нептун в октябре 2020 года

Последние планеты в нашем обзоре — далекие Уран и Нептун. Обе планеты нельзя наблюдать невооруженным глазом. (Уран виден на пределе видимости на очень темном, прозрачном, безлунном небе, вдали от огней городов.) Для того, чтобы отыскать их на небе, вам понадобится по крайней мере бинокль. Чтобы увидеть диски планет, потребуется телескоп с объективом от 80-мм, и окуляр, дающий увеличение 100× и выше.

В октябре 2020 года планета Уран находится в созвездии Овна всего в 15° к востоку от Марса. Таким образом, Марс и две ярчайшие звезды Овна могут послужить неплохим ориентиром для его поиска. Вот карта окрестностей Урана.

Уран в октябре 2020 года. Уран образует прямоугольный треугольник с ярчайшей звездой Овна, которая называется Хамаль, и Марсом. Рисунок: Stellarium

Обратите внимание: Уран находится примерно на половине пути от Марса к замечательному рассеянному скоплению Плеяды, которое находится еще восточнее и выглядит на небе, как маленький ковшик. Для успешного поиска Урана лучше применять бинокль с широким полем зрения

Так как Уран выглядит как обыкновенная звездочка 6-й звездной величины, его нужно каким-то образом отделить от нескольких десятков звезд похожего блеска в этом регионе неба. Это можно сделать, сверяясь с картой звездного неба. Кроме того, Уран имеет голубоватый цвет

Для успешного поиска Урана лучше применять бинокль с широким полем зрения. Так как Уран выглядит как обыкновенная звездочка 6-й звездной величины, его нужно каким-то образом отделить от нескольких десятков звезд похожего блеска в этом регионе неба. Это можно сделать, сверяясь с картой звездного неба. Кроме того, Уран имеет голубоватый цвет.

Как и Марс, Уран наблюдается на небе практически все темное время суток — вечером на востоке, ночью на юге и утром на юго-западе.

Еще труднее найти на небе Нептун — просто потому, что она еще более тусклая. В октябре 2020 года Нептун находится вблизи звезды φ Водолея. Вот карта окрестностей планеты.

Планета Нептун и ее окрестности в октябре 2020 года. Рисунок: Stellarium

Вообще, если вы новичок в астрономии и совсем не умеете ориентироваться на небе, попробуйте сначала найти планету Уран, а затем приступайте к поиску Нептуна. Чтобы увидеть самую далекую планету Солнечной системы, нужно вначале определить положение на небе созвездия Водолея. После наступления вечерних сумерек оно находится на юго-востоке, между Юпитером и Марсом.

Затем попробуйте найти звезду фи Водолея. Воспользуйтесь для этого звездной картой или приложением типа Стеллариума. Затем наведите на эту звезду свой телескоп или бинокль. Вы увидите Нептун всего в 1,5° восточнее φ Водолея. Фактически, при наблюдении в бинокль планета окажется в одном поле зрения со звездой. Имейте в виду, что блеск Нептуна составляет всего 7,8m, и на засвеченном городском небе увидеть его будет нелегко!

Метод параллакс для измерения расстояния до Марса

Важный способ вычисления космических расстояний — применение метода параллакса, который заключается в следующем:

  1. На Земле берется 2 точки (желательно, чтобы они находились как можно дальше друг от друга). Отрезок, который их соединяет, называется базисом.
  2. Звезда, планета или другое небесное тело, расстояние до которого вычисляют, является 3 точкой, образуя вершину абстрактного треугольника.
  3. Далее вычисляется значение угла с вершиной в 3 точке, т. е. противолежащего базису угла, который называется горизонтальным параллаксом.
  4. Затем при помощи тригонометрических формул делаются расчеты, позволяющие установить расстояние до астрономических объектов.

Впервые такой способ был применен в XVII в. Джованни Доменико Кассини.

Определение расстояния до звезд методом горизонтального параллакса. Credit: spacegid.com.

Размер Земли определяют следующие параметры:

  1. Масса. Это одна из важнейших
    характеристик небесного тела. Она определяется по закону всемирного тяготения.
    Масса Земли составляет 5,9736 *1024.
  2.  Плотность. Кроме того, что “наш дом” самый
    большой среди планет земной группы, земной шар также обладает наибольшей
    плотностью — 5,515 г/см3. Эти данные удалось получить, используя
    закон всемирного тяготения.
  3. Объем. Эта характеристика волновала
    многие поколения ученых. Древние греки определяли объем небесного тела, путем
    вычислений и подсчетов. Эти данные были лишь приблизительными. Сегодня, с
    помощью спутников было выяснено, что объем земного шара составляет 1,083*1012
    км3.
  4. Площадь. 70,9 всей земной
    поверхности занимает вода, остальные 29,1% — это суша. Общая площадь составляет
    510 072 000 км2. Стоит отметить, что эти данные не постоянны. За
    последние 30 лет, 115 000 км2 суши теперь покрыты водой из-за таяния
    ледников на Тибетском угорье. А 173 000 км2, заполненные водой,
    осушились. Причиной этому стал активный забор воды из рек, которые питают
    Аральское море.
  5. Окружность. На экваторе, окружность
    земного шара составляет 40075 км, а вот на полюсах — 40007 км. Это связано с
    тем, что воздействие гравитации на различных участках земного шара не
    одинаково. На экваторе, сила притяжения составляет 9,789 м/с2, а на полюсах —
    9,832 м/с2.

Третье место – планета WASP-12 b

Планета WASP-12 b

Экзопланету WASP-12 b, вращающуяся в системе звезды WASP-12, находящейся в созвездии Возничего, по праву можно отнести к самым удивительным объектам Вселенной. Радиус гиганта почти в два раза превышает соответствующие величины Юпитера, и составляет 130 830 км. Уникальность экзопланеты обусловлена экстремально близко приближенностью к родительской звезде. Расстояние удаленности планеты составляет в 75 раз меньше, чем удаленность Земли от солнца. Именно близкое расположение гиганта к светилу обуславливает его крупные размеры. Продолжительность года сопоставима с земными сутками, за это время происходит полный оборот космического тела вокруг звезды.

Согласно полученным ученными данным, экзопланета вступила в окончательный этап жизни. Воздействие близко расположенной родительской звезды приводит к постепенному разрушению планеты и изменению первоначальной формы. Сейчас сравнить форму гиганта можно с формой мяча для регби.

Вероятность колонизации

Человечество давно задумывается о том, куда можно было бы переселиться с Земли. Чаще всего, когда речь идет о космической колонизации, первым на ум приходит Марс, ведь красная планета имеет несколько признаков, указывающих на то, что здесь возможна жизнь. Однако существуют и другие объекты, на которых теоретически может поселиться человек.

Спутник Юпитера Европа

Многие ученые уверены, что на Европе имеются следы существования живых организмов и человек там сможет жить тоже. Спутник покрыт слоем льда, под которым, вероятно, находится жидкая вода.

Титан

Еще одним кандидатом для колонизации является спутник Сатурна Титан. Атмосфера его не пригодна для дыхания, но эта проблема решается с помощью специального оборудования. Зато давление на Титане вполне привычно. Еще одним препятствием для колонизации может стать низкая температура на спутнике — -128 градусов, поэтому очевидно, что потребуется носить специальную одежду. Одним из решающих факторов, который может сыграть в пользу Титана — уровень гравитации, близкий к лунному, а значит ходить здесь будет довольно легко.

Миранда

Самый маленький спутник Урана вполне может стать новым домом для землян. Поверхность Миранды имеет множество глубоких каньонов, которые могли бы стать надежным укрытием от опасностей. Кроме этого, в пользу Миранды говорит наличие на ней льда и вероятное наличие здесь воды. Спутник имеет очень низкую гравитацию, что позволит людям беспрепятственно передвигаться по нему.

Энцелад

По мнению ученых, вероятность существования жизни на Энцеладе, спутнике Сатурна, очень высока. Все дело в том, что здесь, помимо того, что обнаружен лед, зафиксирована и активность гейзеров. Образцы, взятые с помощью космического оборудования, показали наличие в субстанции, которую выбрасывает гейзер, частицы воды, азота и органического углерода. Однако есть и серьезные препятствия для колонизации Энцелад — слишком разряженная атмосфера и низкая гравитация.

Уран

Уран

Уран является еще одним газовым гигантом, который приковывает к себе внимание. Перед нами предстает настоящий ледяной мир, состоящий из газа

Открыл Уран Уильям Гершель, который заметил объект в созвездии близнецов. Об открытии было сообщено в Королевское научное сообщество Великобритании. Озадачило ученого то, что поверхность непонятного объекта была круглой, что соответствовало планете.

Сначала Уран носил название «Звезда Георга», но позже ему дали имя в честь одного из греческих богов. Диаметр Урана составляет пятьдесят тысяч километров. Его диаметр больше диаметра Земли в четыре раза. При этом он весит в четырнадцать раз больше нашей планеты. Кстати, у этой планеты огромное количество лун. Уран окружают двадцать семь разнообразных по своему диаметру лун, которые постоянно вращаются вокруг него. Диаметр лун варьируется от полутора до двадцати километров.

Сам Уран состоит из газа, а вот в состав его лун входят горные породы и лед. Сердце планеты – это скальная сердцевина, которая окружена солидной толщей воды. Атмосферу Урана составляет метан и аммиак. В верхних слоях атмосферы планеты коктейль из метана, гелия, водорода.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий