Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое солнечная система, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое солнечная система , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Астрономия.
Древние мудрецы помещали Землю в центр мироздания. Некоторые считали ее
шарообразной, другие - плоской или чечевицеобразной, а небо - куполом.
Пифагорейцы считали что Земля и планеты движутся по окружностям, так как
это самый идеальный путь.
Евдокс, чтобы объяснить наблюдательные несоответствия идеального движения, предложил систему концентрических сфер, в центре которых находится
Земля. На самой дальней сфере закреплены звезды.
Для описания движения Луны и Солнца понадобилось по три движущихся друг
относительно друга сферы, а для описания планет - по четыре.
Идеи Евдокса принял Аристотель. Он усовершенствовал систему Евдокса. В его
описании мира было уже 55 подвижных сфер для удовлетворительного описания всех перемещений небесных тел.
Сферичность Земли Аристотель доказывал, ссылаясь на искривленность ее тени
на поверхности Луны во время лунных затмений.
По представлению Аристотеля, если бы Земля двигалась, то камень, брошенный
с башни, должен был бы приземлиться на большом расстоянии от башни, возникали бы штормовые ветры.
Пифагореец Филолай в 5 в.до н.э. предполагал, что Земля вращается вокруг
центрального огня.
Гераклит учил, что Меркурий и Венера движутся вокруг Солнца, а Солнце вокруг Земли.
Птолемей решил, что поскольку центр Вселенной - место, куда должны двигаться все тела, то если бы Земля не была в центре, то летела бы к центру быстрее всех тел, имеющихся на ее поверхности.
Эпициклы и деференты. Эквант - элемент, позволяющий планете совершать
неравномерное движение по кругу, лишь бы из какой-нибудь точки это движение казалось равномерным.
Кропотливо подбирая для каждой планеты присущее только ей сочетание деферентов, эпициклов и эквантов, Птолемей добился того, что его система мира
предсказывала положение планет с удивительной точностью.
Идеи вращения Земли вокруг своей оси высказывали Николай Орезмский (1320
- 1382), Николай Кузанский (1401 - 1464). Последний учил, что Вселенная бесконечна и не имеет выделенного неподвижного центра.
Николай Коперник введя гелиоцентрическую систему мира, все же считал, что планеты движутся по окружностям и равномерно, поэтому для того, что
бы описать сложное движение небесных тел приходилось пользоваться эпициклами. Его система насчитывала 34 круговых движения. Кое-кто считал, что сис-
тема Коперника насчитывала 48 движений, в то время, как в одной из разновидностей системы Птолемея было всего 40 движений.
Книга Коперника была издана в 1543 году и посвящена римскому папе Павлу
III. Вначале она не была осуждена католической церковью, но вызвала ярость
протестантов. Работа Коперника была внесена в "Индекс запрещенных книг"
лишь через 70 лет, благодаря усилиям Дж. Бруно.
Тихо Браге считал, что Земля неподвижна и находится в центре мира, а Солнце
вращается вокруг Земли. Планеты же вращаются вокруг Солнца.
Т. Браге обнаружил, что кометы движутся вокруг Солнца, а не являются атмосферными явлениями.
Наблюдения Тихо Браге помогли И. Кеплеру открыть три закона движения небесных тел.
Открытия Галилея, Кеплера показали, что мир сложнее, чем его представляла
система мира Аристотеля и разрушили догматическое восприятие природы.
Мы наблюдаем движение планет Солнечной системы с движущейся вокруг Солнца Земли и это приводит к ряду особенностей в их видимых перемещениях на небе. Траектории движения планет проектируются на неподвижные
звезды. Планеты, как и Солнце, движутся только по зодиакальным созвездиям,
постоянно пересекая эклиптику, но никогда сильно не удаляются от нее.
Планеты
движутся прямо, в
направлении движения Солнца по
эклиптике, потом
замедляют свой
ход, останавливаются и движутся
в противоположном направлении.
Через какое-то
время направление движения
снова меняется.
Эти движения
называются прямыми и попятными. Древние астрономы называли планеты из-за их сложного движения "блуждающими светилами".
Прямые и попятные движения планет объясняются различием орбитальных линейных скоростей планеты и Земли. При этом планеты имеют петлеобразные траектории. Размер петли зависит от отношения радиусов орбит планеты
и Земли. У Юпитера угловой размер петли около 110, а у Плутона всего 30.
При своем движении по орбитам планеты могут занимать различные положения относительно Солнца и Земли. Эти положения называются конфигурации. Конфигурации различаются для нижних и для верхних планет. Нижними
являются планеты, находящиеся ближе к Солнцу, чем Земля, верхними - те, которые дальше.
Для нижних планет выделяют конфигурации: нижнее и верх-нее соединение с Солнцем, наибольшая западная и восточная элон-гации. Слово элонгация означает удаление. Смысл двух элонгаций заключается в том, что если мы
будем наблюдать нижние планеты с Земли, то они будут находиться на самом
большом угловом расстоя-нии от Солнца. Когда планета находится в соединении, то она с Земли не наблюдается, так как максимально сближается с Солнцем
и теряется в его лучах.
Конфигурации для верхних планет несколько иные. Верхние планеты
имеют соединение, противостояние (оппозицию), западную и восточную квадратуру. Смысл этих конфигураций можно понять аналогично, как и для нижних
планет. Соединение означает соеди-нение с Солнцем при наблюдении планеты
с Земли. Значит, во время нахождения планеты в этой конфигурации, она наблюдаться не может, так как теряется
в солнечных лучах.
В противостоянии,
наобо-рот, планета
будет видна лучше
всего, так как противостоит Солнцу, а
значит наблюдается
на обратной стороне
неба. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . В это время
планета ближе всего
подходит к Земле и
видна почти всю
ночь. Нижняя планета находится ближе всего к Земле в момент нижнего соединения и дальше всего в момент верхнего. Верхняя планета приближается в момент противостояния и удаляется в
момент соединения.
Прямые и попятные движения планет объясняются различием орбитальных линейных скоростей планеты и Земли.
Синодический период обращения (S)
планеты - промежуток времени между ее двумя последовательными одноименными конфигурациями.
Сидерический или звездный период обращения (Т) - промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по своей орбите.
Сидерический период обращения Земли называется звездным годом (Тз).
Угловое перемещение по орбите за сутки у планеты = 360/Т, а у Земли = 360/Тз
разность суточных угловых перемещений планеты и Земли есть видимое смещение планеты за сутки, т.е. 360/S.
Получаем для нижних планет
Для верхних планет:
Это уравнения синодического движения.
Непосредственно из наблюдений могут быть определены только синодические
периоды обращений планет S и сидерический период обращения Земли. Сидерические же периоды обращений планет вычисляются по уравнению синодического движения.
Продолжительность звездного года равна 365,256 средних солнечных суток.
Фаза планеты измеряется отношением площади освещенной части видимого
диска ко всей его площади. Угол между направлением с планеты на Солнце и
Землю называется фазовым углом.
При фазовом угле ψ = 180М планета находится между Солнцем и Землей, фаза
равна нулю, планета не освещена совсем.
При фазовом угле ψ = 0 Земля и Солнце
находятся по одну сторону от планеты,
фаза равна 1, видимый диск планеты освещен полностью.
Связь между фазой и фазовым углом:
Для нижних планет фазовый угол изменяется от 0 до 180. Для Марса - не более
48,3, для Юпитера - 11, для остальных меньше 11.
Для верхних планет фаза близка к 1.
Кажущееся смещение светила, обусловленное перемещением наблюдателя, называется параллактическим смещением, или параллаксом светила.
Параллактические смещения светила тем больше, чем ближе светило к наблюдателю и чем больше перемещение наблюдателя.
Координаты светил, определенные из точки на поверхности Земли называются
топоцентрическими.
Топоцентрические координаты планет различны в разных местах Земли.
Поэтому координаты относят к центру земли и называют геоцентрическими.
Угол между направлениями, по которым светило М" было бы видно из центра
Земли и из какой-нибудь точки на ее поверхности, называется суточным параллаксом светила.
Суточный параллакс есть угол р’, под
которым со светила был бы виден радиус Земли в месте наблюдения.
Для светила, находящегося в зените,
суточный параллакс равен 0. Для светила, наблюдаемого на горизонте, суточный параллакс принимает максимальное
z
O
C
p
z
z’
p
p’
L
L’
Суточный и горизонтальный параллакс
значение и называется горизонтальным параллаксом р.
Знание горизонтального параллакса светила позволяет найти расстояние от центра Земли до светила.
а - экваториальный радиус Земли,
СL - расстояние от центра Земли до
светила, равное ∆, угол ОLС - горизонтальный параллакс светила р0.
Получаем формулы:
Если принять горизонтальный параллакс Солнца равным 8",794, то расстояние
от Земли до Солнца будет равно 149 597 870 км. Это расстояние называется астрономической единицей (а.е.).
Расстояния до планет и Солнца были определены также методами радиолокации в 1946 - 1963 годах.
.
где с = 3. 105 км/с - скорость распространения радиоволн. t - время прохождения
радиосигнала с Земли до небесного тела.
Вследствие больших расстояний до звезд, горизонтальные параллаксы их
очень малы и расстояния до звезд определяются с помощью годичных параллаксов π.
Годичный параллакс звезды π - угол, под которым со звезды был бы виден средний радиус земной орбиты при условии, что направление на звезду
перпендикулярно к радиусу. Годичные параллаксы звезд очень маленькие величины и всегда меньше 1". Для их измерения нужно использовать очень точную
астрономическую технику и хорошо знать погрешности инструмента, которые
могут быть больше параллактического угла.
На рисунке показан метод определения параллакса. Более близкая к нам
звезда смещается относительно дальних звезд. Это смещение можно измерить
только для недалеких звезд, так как точность инструментов не позволяет измерять
слишком малые параллактические углы.
На рисунке ST - радиус земной орбиты, т.е. а.е. σS - расстояние от звезды до
Солнца, угол SσТ - годичный параллакс
звезды π, то получаем:
Горизонтальный экваториальный параллакс
..
Расстояние, соответствующее годичному параллаксу в 1", называется
парсеком (пс).
1 пс = 206 265 а.е. = 3,086 . 1013 км.
Если D выражается в парсеках, то D = 1/π".
Расстояние, составляющее 1000 парсек, называется килопарсеком, а расстояние 1 000 000 парсек - мегапарсеком.
Расстояние, которое свет проходит за один год, распространяясь со скоростью около 300 000 км/с, называется световым годом.
1 световой год = 9,46 . 1012 км = 63198 а.е. = 0,3064 пс.
1 пс = 3,26 светового года.
Расстояния до ближайших звезд имеют порядок нескольких световых
лет. Так самая близкая к Солнцу звезда α Центавра удалена на 4,34 св.г., а звезда Барнарда на 5,97 световых лет.
Впервые астрономическая техника позволила измерить параллаксы в середине 19 века. Этим занимались в Германии Фридрих Бессель, на мысе Доброй
Надежды Томас Гендерсон и в России В.Я. Струве.
Бессель определил параллакс звезды 61 Лебедя в 1838 - 1840 гг. Угол получился
равным 0″,3. Это значение соответствует расстоянию в 11 световых лет.
Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду Солнце и все естественные космические объекты на гелиоцентрических орбитах. Она сформировалась путем гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.
Общая масса Солнечной системы составляет около 1,0014 M☉. Бо́льшая часть ее приходится на Солнце; оставшаяся часть практически полностью содержится в восьми отдаленных друг от друга планетах, имеющих близкие к круговым орбиты, лежащие почти в одной плоскости — плоскости эклиптики. Из-за этого наблюдается противоречащее ожидаемому распределение момента импульса между Солнцем и планетами (так называемая «проблема моментов»): всего 2 % общего момента системы приходится на долю Солнца, масса которого в ~740 раз больше общей массы планет, а остальные 98 % — на ~0,001 общей массы Солнечной системы.
Четыре ближайшие к Солнцу планеты, называемые планетами земной группы, — Меркурий, Венера, Земля[19] и Марс — состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре более удаленные от Солнца планеты, называемые планетами-гигантами, — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — намного более массивны, чем планеты земной группы. Крупнейшие планеты-гиганты, входящие в состав Солнечной системы, — Юпитер и Сатурн — состоят главным образом из водорода и гелия и поэтому относятся к газовым гигантам; меньшие планеты-гиганты — Уран и Нептун — помимо водорода и гелия, преимущественно содержат воду, метан и аммиак, такие планеты выделяются в отдельный класс «ледяных гигантов». Шесть планет из восьми и четыре карликовые планеты имеют естественные спутники. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун окружены кольцами пыли и других частиц.
В Солнечной системе существуют две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, схож по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются карликовая планета Церера и астероиды Паллада, Веста и Гигея. За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замерзшей воды, аммиака и метана, крупнейшими из которых являются Плутон, Хаумеа, Макемаке, Квавар, Орк, Эрида и Седна. В Солнечной системе существуют и другие популяции малых тел, такие как планетные квазиспутники и троянцы, околоземные астероиды, кентавры, дамоклоиды, а также перемещающиеся по системе кометы, метеороиды и космическая пыль.
Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создает пузырь в межзвездной среде, называемый гелиосферой, который простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз дальше гелиосферы.
солнечная система входит в состав структуры галактики Млечный Путь.
Центральным объектом Солнечной системы является Солнце — звезда главной последовательности спектрального класса G2V, желтый карлик. В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы системы (около 99,866 %), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе . Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99 % оставшейся массы (при этом большая часть приходится на Юпитер и Сатурн — около 90 %).
Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движется практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. В то же время кометы и объекты пояса Койпера часто обладают большими углами наклона к этой плоскости ].
Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удаленной планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.
Бо́льшая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причем Уран вращается практически «лежа на боку» (наклон оси около 90°). Для наглядной демонстрации вращения используется специальный прибор — теллурий.
Многие модели Солнечной системы условно показывают орбиты планет через равные промежутки, однако в действительности, за малым исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между ее орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а.е. дальше от Солнца, чем Меркурий, в то время как Сатурн на 4,3 а.е. дальше Юпитера, а Нептун на 10,5 а.е. дальше Урана. Были попытки вывести корреляции между орбитальными расстояниями (например, правило Тициуса — Боде)[24], но ни одна из теорий не стала общепринятой.
Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У более близких к Солнцу объектов (с меньшей большой полуосью) больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение его года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удаленная — афелий. Каждый объект движется быстрее всего в своем перигелии и медленнее всего — в афелии. Орбиты планет близки к кругу, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.
Большинство планет Солнечной системы обладает собственными подчиненными системами. Многие окружены спутниками, некоторые из спутников по размеру превосходят Меркурий. Большинство крупных спутников находится в синхронном вращении, одна их сторона постоянно обращена к планете. Четыре крупнейшие планеты — газовые гиганты — обладают также кольцами, тонкими полосами крошечных частиц, обращающимися по очень близким орбитам практически в унисон.
Исследование, описанное в статье про солнечная система, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое солнечная система и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Астрономия
Комментарии
Оставить комментарий
Астрономия
Термины: Астрономия