Солнечная система и ее происхождение

Содержание

   Введение………………………………………………………………………………2

   1. Строение солнечной системы…………………………………………………….2

     1.1.Солнце - центральное тело планетной  системы……………………………3

1.2.Планеты  земной группы……………………………………………………..5

1.3.Планеты-гиганты……………………………………………………………..9

1.4. Другие  объекты Солнечной системы………………………………………13

   2. Происхождение Солнечной системы……………………………………………14

     2.1.Небулярные  гипотезы………………………………………………………...15

     2.2. Гипотезы захвата …………………………………………………………….18

     2.3. Другие гипотезы……………………………………………………………..19

   Заключение……………………………………………….………………………….21

   Список  литературы………………………………………………………………….23 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

    Тысячелетиями пытливое человечество обращало свои взгляды на окружающий мир, стремилось постигнуть его, вырваться за пределы  микромира в макромир. На протяжении веков и даже тысячелетий ученые пытались выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной, в том числе и Солнечной системы. Решение  проблемы происхождения Солнечной системы имеет естественно-научное, мировоззренческое и философское значение.

    Долгое время единственным источником сведений о звездах и Вселенной был для астрономов видимый свет. Наблюдая невооруженным глазом или с помощью телескопов, они использовали только очень небольшой интервал волн из всего многообразия электромагнитного излучения, испускаемого небесными телами. Астрономия преобразилась с середины xx века, когда прогресс физики и техники предоставил ей новые приборы и инструменты, позволяющие вести наблюдения  в самом широком диапазоне волн – от метровых радиоволн до гамма-лучей. Это вызвало нарастающий поток астрономических данных.

    Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с  физическими процессами, которые  могут происходить при различных  условиях в космическом пространстве, учёные пытаются объяснить, как возникают  небесные тела. Единой, завершённой  Солнечной системы пока не существует. Проблемы, с которыми столкнулись учёные, подчас трудно разрешимы. Решение вопроса о происхождении Земли и Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем, что других подобных систем мы пока не наблюдаем. Нашу солнечную систему не с чем пока ещё сравнивать, хотя системы, подобные ей, должны быть достаточно распространены и их возникновение должно быть не случайным, а закономерным явлением.

    Целью данной работы является рассмотрение строения Солнечной системы и изучение гипотез ее происхождения.

1. СТРОЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

      Солнечная система состоит из Солнца, планет, спутников планет, астероидов и их осколков, комет и межпланетной среды. Внешняя граница, по-видимому, находится  на расстоянии около 200 тыс. а.е. от Солнца. Возраст Солнечной системы около 5 млрд. лет. Расположена вблизи плоскости галактики на расстоянии около 26 тыс. световых лет (около 250 тыс. млрд. км) от галактического центра и вращается вокруг него с линейной скоростью около 220 км/с

      Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по своим  размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, восемь больших планет со спутниками, более 100000 планет (астероидов), порядка десяти комет, а также бесчисленное множество метеорных тел движущихся как роями, так и в виде отдельных частиц.

      Все эти тела  объединены в одну систему  благодаря силе притяжения центрального тела - Солнца. Масса солнца приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в эту систему. Гравитационное притяжение звезды является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы. Среднее расстояние от солнца до самой далекой от него планеты Плутон 39,5 а.е., что очень мало по сравнению с расстоянием до ближайших звезд. Только некоторые кометы удаляются от солнца на 10⁵ а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.

      В Солнечной системе наблюдается  огромный диапазон масс, особенное, если учесть наличие в межпланетном пространстве космической пыли.  Различие в массах между солнцем и какой-нибудь пылинкой в тысячную долю миллиграмма будет составлять около 40 порядков (иначе говоря, отношение их масс будет выражаться числом с 40 нулями.). 

      Планеты Солнечной системы делятся на две группы как по массе и другим физическим признакам, так и по расстояниям от солнца эти группы: планеты гиганты и планеты земной группы. К первой группе относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, ко второй -  Меркурий , Венера, Земля и Марс. Плутон в 2006 году был исключен из ряда больших планет Солнечной системы.  

1.1 Солнце - центральное тело планетной системы

    Солнце - ближайшая к Земле звезда, представляющая собой раскаленный плазменный шар. Это гигантский источник энергии: мощность излучения его очень велика - около 3,86×10²³ кВт. Ежесекундно Солнце излучает такое количество тепла, которого вполне хватило бы, чтобы растопить слой льда, окружающий земной шар, толщиной в тысячу км. Солнце играет исключительную роль в возникновении и развитии жизни на Земле. На Землю попадает ничтожная часть солнечной энергии, благодаря которой поддерживается газообразное состояние земной атмосферы, постоянно нагреваются поверхности суши и водоемов, обеспечивается жизнедеятельность животных и растений. Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменного угля, нефти, природного газа.

    В настоящее время принято считать, что в недрах Солнца при огромнейших температурах - около 15 млн. градусов — и чудовищных давлениях протекают термоядерные реакции, которые сопровождаются выделением огромного количества энергии. Одной из таких реакций может быть синтез ядер водорода, при котором образуются ядра атома гелия. Подсчитано, что в каждую секунду в недрах Солнца 564 млн т водорода преобразуются в 560 млн т гелия, а остальные 4 млн т водорода превращаются в излучение. Термоядерная реакция будет происходить до тех пор, пока не иссякнут запасы водорода. В настоящее время они составляют около 60 % массы Солнца. Такого резерва должно хватить по меньшей мере на несколько миллиардов лет.

    Почти вся энергия Солнца генерируется в его центральной области, откуда переносится излучением, а затем  во внешнем слое — передается конвекцией. Эффективная температура поверхности  Солнца — фотосферы — около 6000 К.

    Наше  Солнце — источник не только света  и тепла: его поверхность излучает потоки невидимых ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также  элементарных частиц. Хотя количество тепла и света, посылаемого на Землю Солнцем, на протяжение многих сотен миллиардов лет остается постоянным, интенсивность его невидимых излучений значительно меняется: она зависит от уровня солнечной активности.

     Наблюдаются циклы, в течение которых солнечная  активность достигает максимального  значения. Их периодичность составляет 11 лет. В годы наибольшей активности увеличивается число пятен и  вспышек на солнечной поверхности, на Земле возникают магнитные  бури, усиливается ионизация верхних  слоев атмосферы и т. д. Длина вспышки может достигать до и чуть свыше 100.000 км. Во время вспышки происходит выброс заряженных частиц, которые долетают даже до отдаленных планет.

    Солнце  оказывает заметное влияние не только на такие природные процессы, как  погода, земной магнетизм, но и на биосферу — животный и растительный мир  Земли, в том числе и на человека.

    Предполагается, что возраст Солнца не менее 5 млрд. лет. Такое предположение основано на том, что в соответствии с геологическими данными наша планета существует не менее 5 млрд. лет, а Солнце образовалось еще раньше.

     Диаметр солнца равен 1500000 км. Сейчас нельзя сказать, что диаметр солнца 5 млрд. лет назад был таким же, как и сейчас и его температура 5 млрд. лет была тоже не такой как сейчас. После рождения солнца каждые 1 миллиард лет оно становится все больше, все горячее.

     Через 5 млрд. лет солнце начнет расширяться, превращаясь в красного гиганта. Красный свет звезды объясняется  его охлаждением. Но скорость расширения солнца будет во много раз выше скорости охлаждения. Поэтому, чем больше солнце, тем выше его температура. Когда солнце сбросит с себя всю  массу, раскаленное ядро раскроется, а затем угаснет, превратившись  в карлика. 

1.2 Планеты земной  группы

    Планеты земной группы - 4 планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Планеты земной группы обладают высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического железа (в отличие от газовых планет и каменно-ледяных карликовых планет, объектов пояса Корпера и облака Оорта). Наибольшая планета земной группы - Земля - более чем в 14 раз уступает по массе наименее массивной газовой планете - Урану, но при этом примерно в 400 раз массивнее наибольшего известного объекта пояса Койпера.

    Планеты земной группы состоят главным образом  из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов.

    Все планеты земной группы имеют следующее  строение:

• в центре ядро из железа с примесью никеля.
• мантия, состоит из силикатов.
• кора, образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами.

    Из  планет земной группы коры нет у  Меркурия, что объясняют её разрушением  в результате метеоритной бомбардировки. Земля отличается от других планет земной группы высокой степенью химической дифференциации вещества и широким  распространением гранитов в коре.

    Две дальние из планет земной группы (Земля  и Марс) имеют спутники и (в отличие от всех планет-гигантов) ни одна из них не имеет колец.

     Меркурий

     Меркурий  – это ближайшая к Солнцу планета. Температура поверхности стороны  планеты, повёрнутой к светилу, достигает 427 °С. Из-за отсутствия атмосферы поверхность  в тени быстро остывает до -173°С на «ночной» стороне. У полюсов в некоторые кратеры никогда не заглядывает Солнце, поэтому под поверхностью там может сохраняться лёд. Вода могла попасть на Меркурий при столкновениях с ледяными кометами.

     Снимки  космического зонда «Маринер-10» 1974-1975гг. показали, что поверхность планеты  похожа на лунную. Она покрыта кратерами  и бассейнами. У Меркурия огромное железное ядро, вероятно, служащее источником магнитного поля, которое в 100 раз  слабее земного.

     Год на меркурии длится 88 земных суток, а  земные сутки в 59 раз длиннее земных. Астронавт на планете увидит рассвет  раз в 176 земных суток.

 

     Венера

     Венера  – вторая от солнца планета, по размерам самая близкая к Земле. Её можно  видеть как яркую точку в восточной  части неба утром и в западной вечером. Яркость объясняется отражением солнечного света слоем в 50-70 км облаков  из серной кислоты. Плотная атмосфера  из углекислого газа создаёт давление почти в 100 раз большее, чем на Земле. Она пропускает солнечные  лучи к поверхности планеты, но удерживает тепловое излучение нагретой поверхности, создавая парниковый эффект, который  обеспечивает здесь самую высокую  в солнечной системе температуру  поверхности 470°С.