компоненты мегамира

Планеты - гиганты – 4 следующие планеты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Они располагаются после пояса астероидов.

 

· намного больше по размерам и массе;

· плотность вещества очень низкая (обычно 1 г/см³) – «рыхлые» (атмосфера и поверхность планеты разделяются нечетко); имеют «кольца», выраженные в разной степени;

· много спутников.

 

Юпитер:

ü Пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета. Расстояние от Солнца – 778 млн. км.

ü Это газовая планета, состоящая на 82% из Н₂ и на 17% из Не.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершает почти за 12 лет– на Юпитере это 1 год.

ü Вокруг своей оси вращается быстро (быстрее всех планет) – одни сутки на Юпитере равны в 9 часам и 50 минутам на Земле.Гигантская скорость вращения приводит к тому, что Юпитер сильно сплюснут у полюсов. По этой же причине зоны высокого давления чередуются с зонами низкого давления и расположены в широтном направлении (с Земли их видно как полосы).

ü Диаметр – 142 600 км (в 11 раз > диаметра Земли).

ü АтмосфераЮпитера состоит в основном из Н₂иНе,а также (на 0,3%) из СН₄иNН₃.

ü В глубине Юпитер – очень горячий. Температура внутреннего слоя Н₂ достигает 11 000 К. Юпитер имеет внутренний источник тепла → он испускает в 2 раза больше тепла, чем сам получает от Солнца.

ü Спутников - 16.Самые известные из них – Ио, Европа, Ганимед, Каллисто и Амальтея.Ганимд – это самый большой из всех спутников планет Солнечной системы.

 

Сатурн:

ü Шестая по расстоянию от Солнца и вторая по величине планета. Расстояние от Солнца – 1 427 млн. км.

ü Это также газовая планета, состоящаяизН₂ иНе.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершаетза 30 земных лет– на Сатурне это 1 год.

ü Вокруг своей оси вращается довольно быстро – одни сутки на Сатурне равны в 10 часам и 14 минутам на Земле.

ü Диаметр – 120 200 км (почти в 10 раз > диаметра Земли).

ü АтмосфераСатурна состоит в основном из Н₂иНе.

ü Температура поверхности облаков на Сатурне -184⁰С.

ü На Сатурне дуют очень сильные ветры до 1800 км/час, что в 20 раз превышает силу самого свирепого тайфуна на Земле.

ü Сатурн окружен кольцами, которые хорошо видны в телескоп. Они были замечены еще Г. Галилеем в 1610 году. Кольца Сатурна - одно из самых интересных и удивительных образований в Солнечной системе. Плоская система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью. Кольца вращаются вокруг Сатурна, причем скорость движения внутренних частей больше чем наружных. Кольца Сатурна не сплошные, а представляют собой плоскую систему из бесчисленного количества мелких спутников планеты. Толщина колец, по современным данным, около 3,5 км. Она очень мала по сравнению с их диаметром, который по наружному краю составляет 275 тыс. км.

ü Спутников - 16.Это Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, Япет, Феба, Янус и др. Самый большой из них – Титан.

 

Уран:

ü Седьмая по расстоянию от Солнца планета. Расстояние от Солнца – 2 870 млн. км.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершает за 84 земных года. Вокруг своей оси вращается быстро – полный оборот совершает за 20 часов.По-видимому, Уран (в отличие от всех других планет) вращается вокруг своей оси как бы лёжа на боку. Такой наклон экватора создает необычные условия освещения → на полюсах в определенный сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой полосы вдоль экватора. Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года, то полярный день на полюсах продолжается 42 года, а затем сменяется полярной ночью такой же продолжительности. Лишь в экваториальном поясе Урана Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностью 20-часовых суток.

ü Диаметр – 53 000 км (в 4 раза > диаметра Земли).

ü АтмосфераУрана состоит в основном из Н₂иНес небольшими примесями СН₄.

ü Температура поверхностного слоя облаков достигает -215^оС – в таких условия даже некоторые газы замерзают.

ü Как и Юпитер, уран имеет кольца. Они состоят из множества отдельных непрозрачных и очень темных частиц. В отличие от колец Сатурна кольца Урана - узкие, как бы "ниточные" образования. Они не видны в отраженном свете и обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звезд, оказавшихся для земного наблюдателя позади колец.

ü Спутников – 5 – Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.

 

Нептун:

ü Восьмая по порядку от Солнца планета. Расстояние от Солнца – 4 496 млн. км.

ü Нептун был посещен только одним космическим кораблем - Вояджером-2Ф 25 августа 1989-го года. Почти все, что мы знаем о Нептуне, известно благодаря этому полёту.

ü Это также газовая планета, состоящаяв основномизН₂ иНе.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершаетза 164 земных года и 288 дней.

ü Вокруг своей оси оборачивается приблизительно за20 часов.

ü Диаметр – 49 500 км (почти в 4 раза > диаметра Земли).

ü АтмосфераНептуна состоит в основном из Н₂с небольшой примесью СН₄.

ü На Нептуне дуют самые сильные ветры до 2000 км/час. Ветры дуют в западном направлении, против вращения планеты.

Заметьте, что у планет-гигантов скорость потоков и течений в их атмосферах увеличивается с расстоянием от Солнца. Эта закономерность не имеет пока никакого объяснения.

ü Детали на поверхности Нептуна различить очень трудно.

ü У Нептуна только 2 спутника – Тритон и Нереида.

 

Плутон– не входит ни в одну из групп.

ü Самая маленькая и далекая планета. Расстояние от Солнца – 5 946 млн. км.

ü Его орбита очень сильно вытянута → в перигелии он подходит к Солнцу даже ближе, чем Нептун.

ü Из-за огромной удалённости и слабой освещённости изучать Плутон очень трудно.

ü Как и планеты-гиганты – Плутон – газовая планета, состоящая, вероятно, такжеизН₂ иНе.

ü Температура поверхности Плутона -220^оС → скорее всего он покрыт снегом из замёрзшего СН₄.

ü Полный оборот вокруг Солнца совершаетза 247,7 лет.

ü Вокруг своей оси оборачивается довольно быстро - за6,39 суток.

ü Диаметр < 3 000 км (в 4 раза < диаметра Земли).

ü У Плутона только 1 спутник – Харон– он всего в 2 раза < самого Плутона.

Весной 2004 года по телевидению прошло сообщение о том, что, вероятно, открыта 10-я планета Солнечной системы. Эту планету назвали Седна. Она самая маленькая и удалённая от Солнца. Её орбита эллиптическая, очень сильно вытянутая. Сейчас ведётся изучение этой планеты, т.к. ученые не уверены – планета это или астероид?

 

Полоса твердых тел (полоса Эдгеворта-Купера) – находится на границе Солнечной системы (на расстоянии 30-100 а.е. от Солнца), содержит не менее 70 000 средних и малых твердых тел размерами более 10 км (предполагается, что есть и более отдаленные тела, расположенные за пределами разрешающей возможности приборов).

return false">ссылка скрыта

Видимые объекты называются центаврами; некоторые из них иногда захватываются планетами-гигантами и через некоторое время выбрасываются за пределы Солнечной системы.

Кометы(«грязные снежки») – своеобразные объекты СС, состоят из небольшого плотного ядра(камни и металлические образования в ледяной оболочке) и длинного хвоста (длина – десятки млн. км). Кометы движутся с точной периодичностью по эллиптической или параболической орбите.

При приближении к Солнцу у кометы появляется хвост, т.к. растворяется лед и газы и пыль ядра кометы уносятся в направлении от Солнца. Считается, что после нескольких сотен проходов вблизи Солнца комета теряет вещества, способные к испарению, и превращается в темное тело астероидного типа.

Земля, проходя свою орбиту вокруг Солнца, время от времени пересекает орбиты некоторых комет. При этом Земля захватывает часть «хвоста» кометы → кусочки кометного вещества, попадая в атмосферу, сгорают в ней → метеорный дождь, «звездопад» (маленькая частица пыли производит сильное свечение за счет ионизации молекул воздуха: ионы соединяются и испускают свечение) - происходит ежегодно; рассеиваются такие пылинки из точки взаимного расхождения, которая находится в каком-либо созвездии → соответствующее название звездопадов:

Персеиды (Персей): 23 июля – 12 августа – 20 августа (самый мощный);

Леониды (Лев): 15 ноября – 17 ноября – 20 ноября, и т.д.,

всего 7 метеорных дождей в году.

Облако Оорта - находится снаружи Солнечной системы (как скорлупа шарообразной формы), радиус облака ~ от 30 000 до 50 000 а.е. (т.е. ~1 св. год). Оно содержит миллиарды кометных ядер, общая масса твердых частиц ≈ массе Земли.

Наблюдать его с Земли невозможно (т.к. объекты слишком удалены и незначительны).

Кометные ядра в облаке находятся в «летаргическом» состоянии; в отдельных случаях под влиянием гравитации планет-гигантов меняют орбиту, у них появляется хвост, и они становятся видимыми. Если они не падают на Солнце, то в следующий раз возвращаются внутрь Солнечной системы только через очень длительное время.

Кроме всех компонентов Солнечной системы, в состав мегамира входят звезды.

Звезды – гигантские плазменные (т.е. состоящие из раскаленных газов) образования различной величины, температуры, светимости и т.д.

 

Основное вещество во Вселенной (~ 97% видимоймассы) сосредоточено в звездах. Все звёзды находятся очень далеко от нас – расстояние до каждой из них (кроме Солнца) во много раз > расстояния до любой планеты Солнечной системы. Большинство звёзд, хорошо заметных невооружённым глазом, удалены на десятки и сотни световых лет.

Основные характеристики звёзд:

Ø d– от 10-20 км (нейтронные зв.) до сотен млн. км (красные сверхгиганты);

Ø m – от 0,1 до 50 m Солнца;

Ø ρ – от 1 г/см³ до 10¹⁴ г/см³ (нейтронные зв.)

Ø

t˚C

цвет: красный – оранжевый – желтый – белый – голубой

Ø светимость – различна (единица измерения – «звездная величина», до 6-й – видны невооруженным глазом).

Среднее расстояние между звездами ~ 6-7 св. лет.

		Звёзды
Нормальные Большинство наблюдаемых звёзд, их вещество подчиняется законам идеального газа. Звёзды-гиганты и сверхгиганты.	Вырожденные Звёзды большой плотности, их вещество не подчиняется законам идеального газа Белые карлики	Нейтронные Звезды огромной плотности, состоящие из сгустка нейтронов, они не имеют ядра. Их масса близка к m Солнца, а радиус в 50 000 раз < солнечного. Пульсары

 

Звездные системы - группы звезд, связанные силами тяготения и

движущиеся вместе.

 

Ø Бинарные системы– системы из 2 звезд (обычно образуются из одного межзвездного облака). Например, Мицар и Алькор в Большой Медведице.

Ø Множественные системы – более 2 звезд.

Ø Звездные ассоциации – десятки и сотни звезд, не связанных между собой сильной гравитацией.

Их размеры – до 600 св. лет, они очень рассеянные; по возрасту - молодые (~ 10 млн. л.), являются местом образования новых звезд (90% звезд образовались в ассоциациях).

 

Ø Рассеянные звездные скопления – от нескольких десятков до нескольких тысяч звезд; таких скоплений - тысячи.

Размеры – до 30 св. лет, расстояние между звездами ~ 2 св. года, по возрасту – молодые (десятки - сотни млн. лет; 10% звезд образуется в таких скоплениях).

Пример - Плеяды – 7 сестер.

 

Ø Шаровые звездные скопления – плотные системы, в которые входит от нескольких сот тысяч – до нескольких млн. звезд.

Размеры ~ 100 св. лет, расстояния между звездами – до 2 св. мес. В нашей Галактике ~ 200 таких скоплений. Самые старые звезды (может быть более 10 млрд. лет).

 

Наши глаза позволяют видеть мир стереоскопически. Это значит, что до определенных пределов мы можем ощутить глубину разглядываемых нами объектов. Для объектов, удаленных на несколько километров, эта способность уменьшается, и мы видим плоскую панораму.

В небе глубина отсутствует абсолютно. Сильно удаленные друг от друга светила, например, Луна и какая-нибудь звезда, кажутся наблюдателю равноудаленными от него. В нашем восприятии небо – гигантская сфера, и звезды, расположенные на ней, находятся на одинаковом от нас расстоянии.

Звезды в созвездиях на самом деле сильно удалены друг от друга и не имеют реальной связи друг с другом, но из-за отсутствия перспективы кажутся на небе близкими (это как бы проекция объемного изображения на плоскость).

Всего известно 88 созвездий (48 названий ввел Птолемей во 2 в. н.э. – они видны в регионах, где развивалась античная культура → преимущественно мифологические названия – Персей, Андромеда… Южное полушарие исследовалось позднее → Печь, Микроскоп, Циркуль…), из них 12 – зодиакальных, через которые проходит Солнце в ходе своего видимого (происходящего из-за обращения вокруг него Земли) годового движения.

 

Солнце

Центральное тело солнечной системы. Раскалённый плазменный шар. Ближайшая к Земле звезда.

· Это звезда класса G – жёлтая звезда главной последовательности.

· Диаметр – 1 392 000 км (> D Земли в 109 раз); Масса – 1,99 ^. 10³⁰ кг;

· Мощность излучения – 3,8 ^. 10²⁰ МВт, но на Землю попадает только около половины миллиардной доли этой энергии → поддерживает газообразное состояние атмосферы Земли, нагревает сушу и водоёмы, даёт энергию ветрам и водопадам, обеспечивает жизнедеятельность животных и растений;

· В центре Солнца находится ядро(его t = 15 млн. градусов). За ним расположена зона конвекции (в ней вещество постоянно движется – перемешивается). Далее располагается атмосфера Солнца, состоящая из 3-х слоёв:

► Фотосфера – её толщина = 300 км, она имеет зернистую структуру.

► Хромосфера – это слой неоднородной структуры.

► Корона – самая внешняя и очень разреженная часть атмосферы Солнца (можно увидеть во время полного затмения Солнца).

· Плотность и давление и t Солнца по направлению к центру увеличиваются;

· Всё вещество Солнца – это сильно намагниченная плазма → иногда напряжённость магнитного поля может сильно возрастать → возникают явления солнечной активности – факелы и пятна в фотосфере, протуберанцы в короне или солнечные вспышки, охватывающие все слои атмосферы;

· Солнце – это мощный источник радиоизлучения. Во время сильных солнечных вспышек это радиоизлучение возрастает в тысячи и миллионы раз (по сравнению с состоянием спокойного Солнца).

· Солнце – источник корпускулярного излучения (электроны, протоны, нейтрино и др.) – это непрерывное истечение плазмы – это солнечный ветер, который как бы продолжает солнечную корону.

В космосе видна не вся материя.

Темная материя - не излучает света, не освещается близкой звездой, не отражает никакого излучения или сама прозрачна для излучений.

Однако и в этой материи происходят различные процессы, она подвержена гравитационному влиянию других тел. Наблюдая аномалии в движении звезд и галактик, астрономы пришли к выводу, что во Вселенной действительно присутствует темная материя. Установлено, что ~ 99% нашей материи невидимо.

Самые крупные компоненты мегамира - это

Галактики – гигантские звездные системы, связанные общим гравитационным взаимодействием; это основные «кирпичики» Вселенной; включают:

² звездные системы; ² туманности (состоят из газа и пыли); ² космические лучи и магнитные поля.

Типы галактик по форме: Ø эллиптические; Ø спиральные; Ø неправильные.

Наша Галактика – Млечный Путь («галактика» - млечный, молоко).

Если имеется в виду Млечный путь – используют имя собственное – Галактика, если обобщенное название – имя нарицательное – галактика.

 

Включает ~ 120 млрд. звезд;

Форма галактики – спиральная сверху, линзовидная сбоку.

Имеет 4 рукава: Персея, Ориона (мы – в нём), рукав Стрельца и Лебедя.

В центре – мощный источник радиоизлучения – черная дыра.

 

Скорость движения Солнца вокруг центра Галактики ~ 250 км/с;

Полный оборот вокруг ядра Галактики Солнце совершает за 180-200 млн. лет («галактический год»);Скорость движения Земли вокруг Солнца = 30 км/с.

Ближайшая к нам крупная галактика – туманность Андромеды (~ 2,5 млн. св. лет) – больше нашей по величине (в 2 раза) и числу звезд, спиральная.

Ближайшая галактика – карликовая эллиптическая галактика в созвездии Стрельца, удалена на расстояние 80 000 св. лет.

Радиогалактики– обладают мощным радиоизлучением; ~ 1 галактика на миллион является радиогалактикой.

Всего сейчас известно ~ 10 млрд. галактик.

Скопление галактик – совокупность галактик, объединенных гравитационным взаимодействием. Состоит из нескольких сотен или тысяч галактик, размеры исчисляются мегапарсеками (миллионами пк).

 

Наше скопление называется Местная Группа, включает 30-40 галактик: в центре - 2 крупные галактики(туманность Андромеды, Млечный Путь), вокруг них собраны другие более мелкие галактики (Большое и Малое Магеллановы Облака), и неправильные или эллиптические карлики.

Млечный Путь со всей Местной группой находится на периферии большого скопления, расположенного в Деве, с которым, видимо, в будущем произойдет слияние, т.к. есть гравитационная связь (обычно в скоплении – эллиптические галактики, спиральные – между скоплениями);.

Между скоплениями галактик – большие промежутки. В скоплении сконцентрировано почти в 100 раз больше галактик, чем в равном объеме случайной области Вселенной.

 

Метагалактика (сверхскопление галактик) – состоит из скоплений галактик, образующих целостную структуру.

Метагалактика представляет собой совокупность больших полых пузырей, пересекающихся друг с другом, в результате чего она становится похожей на губку. Скопления галактик располагаются по стенкам пузырей, в полостях которых расположена темная матгом, в результате чего она становится похожей на губку. Скопления галактик располагаются по стенкам пузырей, в полостях которых расположена темная материя. Таким образом, Метагалактика однородна (напоминает кусок пемзы).

В настоящее время R_{Метагалактики} (космос, доступный наблюдению) = 10⁹ мегапарсек (в 10³⁶ раз > «вселенной Коперника»).