Реферат: Солнечная система

распределением массы  в недрах Земли.Такая поверхность называется 1 ге­ 1оидом 0.Геоид( с точностью порядка сотен метров) совпадает с  эллипсои­дом вращения,экваториальный радиус которого 6378 км.,а полярный ради-

ус на 21,38 км. меньше экваториального.Разница этих радиусов возникла за счёт центробежной силы,создаваемой суточным вращением Земли.Суточ­ное вращение земного шара происходит с практически постоянной угловой скоростью с периодом 23 ч.  56 мин.  4,1с. т.е. за одни звёздные сут­ки,количество которых в году ровно на одни сутки  больше,чем  солнеч­ных.Ось вращения Земли направлена своим северным концом приблизитель­но на звезду альфа Малой Медведица,которая поэтому называется  Поляр­ной звездой.Одна  из особенностей Земли - её магнитное поле,благодаря которому мы можем пользоваться компасом.Магнитный полюс Земли,к кото­рому притягивается  северный конец стрелки компаса,не совпадает с Се­верным географическим полюсом.Под действием солнечного ветра (см. Из­лучения Солнца) магнитное поле Земли искажается и приобретает "шлейф" в направлении от Солнца,который простирается на сотни тысяч  километ­ров.Наша планета окружена обширной атмосферой.Основными газами,входя­щими в  состав  нижних  слоёв  атмосферы  являются   азот   (примерно 78%),кислород (около 21%) и аргон (около 1%).Других газов в атмосфере Земли очень мало,например углекислого  газа  около  0,03%.Атмосферное давление на уровне поверхности океана составляет при нормальных усло­виях приблизительно 0,1МПа.Полагают,что земная атмосфера сильно изме-

нилась в  процессе эволюции:обогатилась кислородом и приобрела совре­менный состав в результате длительного взаимодействия с горными поро­дами и  при  участии  биосферы,т.е.  растительных и животных организ­мов.Доказательством того,что такие изменения  действительно  произош­ли,служат,например,залежи каменного  угля  и  мощные пласты отложений карбонатов в осадочных породах.они содержат громадное количество  уг­лерода,который ра ньше  входил  в состав земной атмосферы в виде угле­кислого газа и окиси углерода.Учёные  считают,что  древняя  атмосфера произошла из  газообразных  продуктов  вулканических  извержений;о её составе судят по химическому анализу обрасцов  газа,"замурованных"  в полостях древних  горных пород.В исследованных образцах,возраст кото­рых приблизительно 3,5 млрд.лет содержится приблизительно  60%  угле­кислого газа,а  остальные  40%  -  соединения серы,аммиак,хлористый и фтористый водород.А небольшом количестве найдены азот и инертные  га­зы.Весь кислород  был  химически  связанным.Одной  из важенйших задач современной науки о Земле является  изучение  эволюции  атмосферы,по­верхности и  наружних  слоёв  Земли,а  так  же внутреннее строение её недр.О внутреннем строении Земли прежде всего судят  по  особенностям прхождения сковозь различные слои Земли механических колебаний,возни­кающих при землетрясениях или взрывах.Ценные сведения дают также  из­мерения величины теплового потока,выходящего из недр,результаты опре­делений общей массы,момента инерции и полярного сжатия  нашей  плане­ты.Массса Земли  найдена  из  эксперементальных  измерений физической постоянной тяготения и ускорения силы тяжести.Для массы Земли  получ­

ено значение  5,976 5. 010 524 0  кг.Поток  тепла  из недр,различных в разных

участках поверности Земли,в среднем близок к 1,6 5. 010 5-6  0кал 5. 0см 5-2. 0сек 5-1 0, что + соответствует суммарному выходу энергии 20 528 + эрг. в год.Поскольку

 +тепло может передаваться  только от более нагретого к менее нагретому  +веществу,температура вещества  в  недрах  Земли  должна быть выше,чем  +температура на её поверхности.Действительно,согласно  измерениям,про­ +ведённым в  шахтах и буровых скважинах температура повышается прибли­ +зительно на 20 50 + на каждый километр глубины.На основе всего  комплекса  +современных научных  данных  построена  модель  внутренноего строения  +Земли.

      +.Твёрдую оболочку  Земли  называют 1  литосфера 0.Её  можно сравнить со скорлупой,охватювающей всю поверхность Земли.Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на  частии  состоит  из  нескольких крупных литосферных плит,медленно преремещающихся одна относительно другой.По их границам концентрируется подавляющее число землетрясений.Верхний слой литосфе-

ры - это земная кора,минералы которой состоят преимущественно из  ок­сидов кремния  и  алюминия,оксидов  железа и щелочных металлов.Земная кора имеет неравномерную  толщину:35-65  км.  на  континентах  и  6-8 км.подо дном океана.Верхний слой земной коры состоит из осадочных по­род,нижний из базальтов.Между ними находится слой  гранитов,характер­ный только для континентальной коры.Под корой расположена так называ­

емая 1 мантия 0,имеющая иной химический состав и большую плотность.Грани­ца между корой  и  мантией называется поверхностью Мохоровичича.В ней скачкообразно увиличивается  скорость  распространения   сейсмических волн.На глубине  120-250  км.под  материками и 60-400 км.под океанами залегает слой мантии,называемый 1 астеносферой 0.Здесь вещество находится в близком  к плавлению состоянии,вязкость его сильно понижена.Все ли­тосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере,как льдины  в воде.Более толстые  участки земной коры,а так же участки,состоящие из менее плотных пород,поднимаются по отношению к другим участкам коры.В

то же  время дополнительная нагрузка на участок коры,например,вследс­твие накопления толстого слоя материковых льдов,как это происходит  в Антарктиде,приводит к  постепенному погружению участка .Такое явление называется изостатическим  выравнивание.Ниже  астеносферы,начиная   с глубины около  410 км."упаковка" атомов в кристаллах минералов уплот­нена под влиянием большого давления.Резкий переход обнаружен  сейсми-

ческими методами  исследований на глубине около 2920 км.Здесь начина­ется земное ядро,или,точнее говоря,внешнее ядро,так как в его  центре находится ещё  одно - внутреннее ядро,радиус которого 1250 км.Внешнее ядро,очевидно,находится в жидком состоянии,поскольку поперечные  вол­ны,не распространяющиеся  в жидкости,через него не проходят.С сущест­вованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного по­ля Земли.Внутреннее  ядро,по-видимому,твёрдое.У нижней границы мантии давление достигает 130ГПа,температура там не  выше  5000  К.В  центре Земли температура,возможно поднимается выше 10 000 К.

.Земля имеет единственный естественный спутник - Луну.

      1.Марс 0 - четвёртая по расстоянию от Солнца планета Солнечной  систе­мы.На звёздном  небе  она  выглядит как немигающая точа красного цве­та,которая время от времени значительно превосходит по блеску  звезды первой величины.Марс  периодически  подходит к Земле на расстояние до

5   7 млн.км.,значительно ближе,чем любая планета,кроме Венеры.По основ-

ным физическим  характеристикам  Марс  отностится  к  планетам земной группы.По диаметру он почти вдвое меньше Земли и Венеры.Планета  оку­тана газовой  оболочкой  -  атмосферой,которая  имеет  меньшую  плот­ность,чем земная.Даже в глубоких впадинах Марса,где давление атмосфе­ры наибольшее,оно  прибизительно  в  100 раз меньше,чем у поверхности Земли,а на уровне марсианских горных вершин - в  500-1000  раз  мень­ше.Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно при­сутствует более или менее плотная дымка из мелких частич пыли и крис­таликов льда.Как  показали  снимки  с американских посадочных станций "Викинг-1" и "Викинг-2" марсианское небо в ясную погоду имеет розова­тый цвет,что  объясняется  рассеянием  солнечного света на пылинках и подсветкой дымки ораньжевой поверхностью планеты.По химическому  сос­таву марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3%  уг­лекислого газа с примесью 2,7%  азота, 1,6% аргона,00,7%окиси углеро­да, 0,13%  кислорода и приблизительно 0,03%  водяного пара,содержание которого изменяется,а также  примеси  неона,криптона,ксенона.При  от­сутствии облаков  газовая  оболочка  Марса значительно прозрачнее,чем земная,в том числе и для ультрафиалетовых лучей,опасных для живых ор­ганизмов.Солнечные сутки  на Марсе длятся 24ч.39 мин.35с.Значительный

наклон экватора к плоскости орбиты (25,2 50 0) приводит к тому,что на од­них участках орбиты освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса,на других - южные,т.е.  происходит смена  сезо­нов.Марсианский год длится около 686,9 дней.Эллиптичность марсианской орбиты приводит к значительным различиям климата северного  и  южного полушарий:  в  средних  широтах зима  холоднее,а лето теплее,чем в юж­ных,но короче,чем в северных.Температурные условия на Марсе суровы  с точки зрения  жителя  Земли.Наиболее  высокая температура поверзности 290К достигается в так называемой подсолнечной  точке.Наиболее  низка температура поверхности  в  полярных  районах,где  в зимний сезон она держится на отметке около 150К.Полученные из  наблюдений  сведения  о температуре явились  ключом к объяснению природы полярных шапок,кото-

рые при наблюдениях в телескоп видны как  светлые,почти  белые  пятно возле полюсов  планеты.Когда в северном полушарии Марса наступает ле­то,северная полярная шапка быстро уменьшается,но в это  время  растёт другая -  возле южного полюса,где наступает зима.В конце XIX - начале XX века считали,что полярные шапки Марса -  это  ледники  и  снега.По современным данным,обе полярные шапки Марса - северная и южная - сос­тоят из твёрдой двуокиси углерода,т.е.сухого льда,который  образуется при замерзании углекислого газа,входящего в состав марсианской атмос­феры,и из водяного льда с примесью минеральной пыли.

.В 1975 году на основе материалов телевизионной съёмки всей поверх-

ности планеты с космических аппаратов была составлена  карта  деталей марсианского рельефа,многие  из  которых  уже  получили названия,и на карте Марса  появились  имена:кратер   Ломоносов,Королёв,Фесенков   и др.Нанесённые на карты Марса ещё в XIX веке тёмные области в основном сохраняют свои очертания,но  в  научной  литературе  указаны  примеры местных изменений отражательных свойств отдельных районов Марса.В те-

чение многих лет популярны были гипотезы,в основе которых лежит изме­нениеоптических свойств  некоторых  веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы,т.е.живых организмов.Задача поиска жизни на Марсе была одной из  основных программ американского "Викинга".Однако обнаружить какие-то следы жизни не удалось.Не оказалось в образцах грунта и  ор­ганических соединений.Были  проведены элементные исследования состава образцов марсианского  грунта.Найдено  близкое  сходство  химического состава образцов  в двух взаимоудалённых местах посадки.В исследован­ных образцах обнаружено большое содержание окислов  кремния  и  желе­за.Содержание серы (в виде сульфатов) в десятки раз больше,чем в зем­ной коре.На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной,так  и вулканической активности,а  так же следы движений,поднятий и растрес­киваний марсианской коры и следы многих процессов разрушения и  сгла­живания рельефа  поверхности,перемещения  и отложения наносов.Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее глубокими впадинами  на Марсе составляет около 20 км.Для марсианских гор характерны многовер­шинные,в основном  сглаженные  формы.Кроме  того,обнаружены  типичные вулканические конусы  с  кратерами  на вершине.На снимках поверхности Марса космическими аппаратами отчётливо видны детали,имеющие  большое сходство с  руслами  рек  на Земле.Поскольку весь комплекс информации противоречит возможности существования там рек,можно предположить,что марсианские русла  возникли в результате растапливания подповерхност­ного водяного льда в зонах повышенного выделения тепла  планеты.Неко­торые дополнительные сведения о Марсе удаётся получить косвенными ме­тодами на основе исследований его природных спутников - Фобоса и Дей­моса.

.Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора.С

помощью космических  аппаратов  установлено,что  Фобос и Деймос имеют неправильную форму и в своём орбитальном положении остаются  повёрну­тыми к  планете всегда одной и той же стороной.Размеры Фобоса состав­ляют около 27 км.,а Деймоса - около 15 км.Поверхность спутников Марса состоит из  очень тёмных минералов и покрыта многочисленными кратера­ми.Один из них - на Фобосе имеет поперечник около 5,3  км.Кратеры,ве­роятно,рождены метеоритной  бомбардировкой,происхождение  системы па­раллельных борозд неизвестно.Угловая скорость  орбитального  движения Фобоса настолько велика,что он,обгоняя осевое вращение планеты,восхо­дит,в отличие от других светил,на западе,а заходит на востоке.

 1Часть 3:Планеты-гиганты

      1.Юпитер 0 - пятая по расстоянию от Солнца  и  самая  большая  планета Солнечной системы  -  отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше,чем Земля,и затрачивает на одни оборот по орбите почти 12 лет.Экваториальный диа­метр Юпитра 142 600 км (в 11 раз больше диаметра Земли).Период враще-

ния Юпитера - самый короткий из всех планет - 9ч.50 мин.30с. на эква­торе и  9ч.55мин.40с.  в средних широтах.Таким образом,Юпитер,подобно солнцу,вращается не как твёрдое тело - скорость вращения  неодинакова в разных  широтах.Из-за  быстрого  вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов.Масса Юпитера равна 318 массам  Земли.Средняя  плот­

ность 1,33  г/см 53 0,что  близко к плотности Солнца.Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты (наклон 87 5о 0).Даже в  не­большой телескоп  видно  полярное  сжатие Юпитера и полосы на его по­верхности,параллельные экватору планеты.Видимая  поверхность  Юпитера представляет собой  верхний уровень облаков,окружающих планету.Благо­даря этому все детали на поверхности Юпитера  постоянно  меняют  свой вид.Из устойчивых деталей известно 1 Большое Красное пятно 0,наблюдающее­ся уже более 300 лет.Это - громадное  овальное  образование,размерами около 35 000 км по долготе и 14 000 по широте между Южной тропической

и Южной умеренной полосами.Цвет его красноватый,но подвержен  измене­ниям.

.Спектральные исследования Юпитера показали,что атмосфера его  сос-

тоит из  молекулярного  водорода  и его соединений:метана и аммиака.В небольших колличествах присутствуют также этан,ацетилен,фосфен и  во­дяной пар.Облака  Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака.В декабре 1973 г. с помощью американского космического аппарата "Пионер

-10" удалось  обнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание.Можно считать,что атмосфера Юпитера на 74%  состоит из водорода и  на  26%  из гелия.На долю метана приходится не более 0,1% состава атмосферы планеты (по массе).Атмосферный слой  имеет  толщину около 1000  км.Ниже  чисто газового слоя в атмосфере лежит слой обла­ков,которые мы и вилим в телескоп.Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину  24 000 км.На этой глубине давление достигает 300 ГПа,а температура 11 000 К,здесь водород переходит в  жидкое  металлическое состояние,т.е. становится  подобным  жидкому металлу.Слой жидкого ме­таллического водорода имеет толщину около 42 000 км.Внутри него  рас­полагается небольшое  железноселикатное  твёрдое  ядро радиусом 4 000 км.На границе ядра температура достигает 30 000 К. В 1956 г. было об­наружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см.,соответствующее тепло­вому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном ди­апазоне температура самых наружних облаков Юпитера 130 К. Полёты аме­риканских космических аппаратов "Пионер-10" и  "Пионер-11"  позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера,а изменение температуры облач­ного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений ре­зультат:коичество тепла,которое  Юпитер  испускает,более  чем  в двое превышает тепловую энергию,котораю планета получает от Солнца.Возмож­но,что идущее  из  недр планеты тепло выделянтся в процесс медленного сжатия гиганской планеты (1мм.в год).

.Магнитное поле  планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух

полей:дипольного (как  поле  Земли),которое   простирается   до   1,5 млн.км.от Юпитера,и  недипольного,занимающего  остальную часть магни­тосферы.Напряженность магнитного поля у поверхности в  20  раз  боль­ше,чем на Земле.Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радиовсплесков (резких усилений мощности излучне­ия) на волнах длиной от 4 до 85 м.,продолжительностью от долей секун­ды до нескольких минут или даже часов.Однако длительные возмущения  ­это не  отдельные  всплески,а  серии всплесков - своеобразные шумовые бури и грозы.Согласно современным гипотезам,эти всплески  объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты.

.Ипитер имеет 13 спутников.Первые 4 спутника открыты  ещё  Галилеем

(Ио,Европа,Ганимед,Каллисто).Они, а   также  внутренний,самый близкий спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты.Ио и Ев­ропа почти  сравнимы  с Луной,а Ганимед и Каллисто даже больше Мерку­рия,хотя по массе значительно уступают  ему.По  сравнению  с  другими спутниками галилеевские исследованы более детально. Внешние  спутники обращаются  вокруг  планеты  по  сильно  вытянутым орбитам с большими

углами наклона к экватору (до 30 5о 0).Это маленькие тела - от  10 до 120 км,по-видимому,неправильной формы. Самые внешние  4  спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении.По данным,полученным

с американских космических аппаратов "Вояжер",Юпитер окружен в  эква­ториальной области системой колец. Кольцо  расположено на  расстоянии 50 000 км. от поверхности планеты,его ширина около 1 000 км.Существо­вание кольца Юпитера было предсказано в 1960 г. астрономом С.К.Всехс­вятским на основании наблюдений.В 1975 году был обнаружен  объект,ко­

торый,по-видимому,является 14 5-м 0  спутником  Юпитера.Орбита  его неиз­вестна.

      1.Сатурн 0 - вторая по величине среди планет Солнечной системы.Его эк­ваториальный диаметр  лишь  немного  меньше,чем у Юпитера,но по массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое и имеет очень низкую  среднюю плотность - около 0,7 г/см 53 0.Низкая плотность объясняется тем,что пла­неты-гиганты состоят главным образом из водорода и гелия.При  этом  в недрах Сатурна  давление  не  достигает столь высоких значений,как на Юпитере,поэтому плотность вещества там меньше.Спектроскопические исс­ледования обнаружили  в атмосфере Сатурна некоторые молекулы.Темпера­тура поверхности облаков на Сатурне близка  к  температуре  плавления метана (-184 5о 0С),из  твёрдых  частичек которого скорее всего и состоит облачный слой планеты.В телескоп видны вытянутые вдоль экватора  тём-

ные полосы,называемые  также поясами,и светлые зоны,но эти детали ме­нее контрасны,чем на Юпитере,и отдельные пятна в них наблюдаются  го-

раздо реже.Сатурн  окружен кольцами,которые хорошо видны в телескоп в виде "ушек" по обе стороны диска планеты.Они были замечены ещё  Гали­леем в  1610  году.Кольца Сатурна - одно из самы удивительных и инте­ресных образований в Соннечной системе.Плоская система колец  опоясы­вает планету  вокруг  экватора  и  нигде  не  соприкасается с поверх­ностью.В кольцах разделяются три основные концентрические  зоны,разг­раниченные узкими  щелями:  внешнее  кольцо А,среднее В (наиболее яр­кое),внутреннее кольцо  С,довольно   прозрачное,"креповое",внутренний край его  не  резкий.Наиболее близкие к планете слаборазличимые части внутреннего кольца обозначаются символом D.Обнаружено также  сушщест­вование практически прозрачного самого внешнего кольца D'.

.Сквозь все кольца  Сатурно  просвечивают  звёзды.Кольца  вращаются

вокруг Сатурна,причём  скорость движения внутренних частей больше,чем наружных.Кольца Сатурна не сплошные,а представляют собой плоскую сис­тему из  бесконечного  количества  мелких спутников планеты.Плоскость колец практически совпадает с плоскостью  экватора  Сатурна  и  имеет постоянный наклон  к плоскости орбиты,равный приблизительно 27 5о 0.В за­висимости от положений планеты на орбите мы аидим  кольца  то  с  од­ной,то с  другой  стороны.Полный цикл изменения их вида завершается в течение 29,5 лет- таков период обращения Сатурна вокруг  Солнца.Время

от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в телеско­пы средних размеров.Это происходит  когда  плоскость  колец  проходит точно через  Солнце и боловая поверхность оказывается лишенной яркого освещения,либо когда кольца бывают обращены к наблюдателю "ребром"  и выглядят как  черезвычайно тонкая полоска,видимая только в крупнейшие телескопы.Толщина колец,по современным данным,около 3,5 км.Она  очень мала по  сравнению  с их диаметром,который по наружному краю кольца А составляет 275 тыс.км.Размеры частиц не определены окончательно.Ради­оастронометрические наблюдения  свидейтельствуют  о наличии в кольцах множества частиц размером не менее нескольких сантиметров.Не исключе­на возможность  присутствия  в кольцах Сатурна ещё более крупных час­тиц,так же как и пыли.

.Инфракрасные спектры  колец  Сатурна  напоминают  спектры водяного

инея.Однако в других частях спектра познее  была  обнаружена  особен­ность, не характерная для чистого льда.Кроме колец,у Сатурна известно

10 спутников.Это  1Мимас 0, 1  Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион,  1Япет, Феба, Янус 0.Поседний - самый близкий к Сатурну,движется настоль­ко близко к поверхности планеты,что  обнаружить  его  удалось  только

при затмнений колец Сатурна,создающих вместе с планетой яркий ореол в поле зрения телескопа.Самый большой спутник Сатурна - Титан - один из величайших спутников  в Солнечной системе по размеру и массе.Его диа­метр приблизительно такой же,как диаметр Ганимеда.Титан  окружен  ат­мосферой,состоящей из  метана  и водорода.В ней движутся непрозрачные облака.Все спутники Сатурна,кроме Фебы,обращаются в прямом  направле­нии.Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в об­ратном направлении.

      1.Уран 0 - седьмая по порядку от Солнца планета  Солнечной  системы.По диаметру он почит вчетверо больше Земли.Очень далёк от Солнца и осве-

щён сравнительно слабо.Уран был открыт английским учёным В.Гершелем в 1781 г.Какие-либо  детали  на  поверхности Урана различить не удаётся из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа.Это зат­рудняет его  исследования,в том числе и изучение закономерностей вра­щения.По-видимому,Уран (в отличие от всех  других  планет)  вращается вокруг своей  оси  как  бы лёжа на боку.Такой наклон экватора создаёт необычные условия освещения:на полюсах в определённый 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,затем сменяется  поляр­ной ночью такой же продолжительности.Лишь в экваториальном поясе Ура­на Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностью  равномерного осевого вращения планеты.Даже в тех участках,гда Солнце расположено в

зените,температура на Уране (точнее на видимой  поверхности  облаков) составляет около  -215 5о 0С.В  таких условиях некоторые газы замерзают.В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены во­дород и  небольшая  примесь  метана.В относительно большом количестве есть,по косвенным признакам,гелий.Как и  другие  планеты-гиганты,Уран имеет такой состав,вероятно,почти  до  самого  центра.Однако  средняя плотность Урана  (1,58г/см 53 0) несколько больше,чем плотность Сатурна и Юпитера,хотя вещество в недрах  этих  гигантов  сжато  гораздо  силь­нее,чем на  Уране.Такую плотность Урана можно объяснит предположением

о повышенном содержани гелия или существованием в недрах  Урана  ядра из тяжелых элементов.

.Одной необычной особенностью Урана является открытая в 1977г. сис-

тема опоясывающих колец.Они состоят из множества отдельных непрозрач­ных и,по-видимому,очень тёмных  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 звёзд,оказавшихся для  земного наблюдателя позади колец при орбиталь­ном движении планеты.Удалённость колец от центра Урана составляет  от 1,6 до 1,85 радиуса планеты.

.Спутники Урана - 1 Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберлон 0 вра-

щаются ао  орбитам,плоскости  которых практически совпадают между со­бой.Вся система в целом отличается необычайным наклоном  -  её  плос­кость почти перпендикулярна к средней плоскости всех планетных орбит.

      1.Нептун 0 -  восьмяа  по  счёту  планета Солнечной системы.Нептун был открыт необычным образом.Было замечено,что Уран  движется  не  совсем так,как ему погагается двигатся под действием притяжения Солнца и из­вестных в то время планет.Тогда заподозрили существование  ещё  одной массивной планеты и попытались предвычислить её положение на небе.Эту черезвысайно сложную задачу независимо друг от друга  успешно  решили английский астроном  Дж.Адамс  и француз У.Леверье.Получив данные Ле­верье,ассистент Берлинской  абсерватории  И.Галле  23  сентября  1846 г.обнаружил планету.Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому ,что оно послужило блестящим подтверждение  закона  все­мирного тяготения,положенного  в  основу расчётов.Средняя удалённость Нептуна от Солнца 30,1 а.е.,период вращения по орбите -  164  года  и

288 дней.Таким  образом,с  момента  открытия  Нептун даже не совершил полного оборота по своей орбите.Видимый угловой диаметр Нептуна  сос­тавляет около  2".При  измерении  столь  малого  диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень вели­ка.Уточнить диаметр  Нептуна удалось 7 апреля 1967 г.,когда планета в своём движении на фоне  звёздного  неба  заслонила  одну  из  далёких звёзд.По результатам наблюдений с нескольких астрономических абсерва­торий экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км.Новые  све­дения о диаметре позволили уточнить величину средней плотности Непту-

на: она оказалась равной 2,30 г/см 53 0.Такие характеристики типичны  для планет-гигантов,состоящих главным  образом из водорода и гелия с при­месью соединений других химических элементов.В центре Нептуна,соглас-

но расчётам,имеется  тяжёлое ядро из селикатов,металлов и других эле­ментов,входящих в состав земной группы.Изучение характера  ослабления блеска звезды  при её затмнениии атмосферой Нептуна дало много допол­нительной информации.В частности,был найден средний молекулярный  вес надоблачных слоёв  атмосферы  Нептуна.Он  соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана.Детали  на  поверхности  Нептуна различить очень трудно.Поэтому параметры суточного вращения - положе­ние оси,направление и период вращения - определить из наземных наблю­дений очень сложно.

.У нептуна всего два спутника.Первый 1 Тритон 0,открытый в 1846 г. ,че-

рез две  недели  после открытия самого Нептуна.По размерам и массе он больше Луны.Имеет обратное направление  орбитального  движения.Второй спутник - 1  Нереида 0  - очень небольшой,обладает сильно вытянутой орби­той.Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от  1,5  до

9,6 млн.км.Направление орбитального движения - прямое.

 1Часть 4:Плутон

      1.Плутон 0 был  открыт Клайдосом Томбо (США) в 1930 г.  Из 9 известных больших планет Солнечной системы  Плутон  наиболее  удалён  от  Солн­ца.Среднее расстояние  планеты  до  Солнца составляет 39,5 а.е.Плутон выглядит как точечный объект 15 5-ой 0 звёздной величины,т.е.  примерно в 4 тыс.  раз  слабее  тех звёзд,которые находятся на пределе видимости

невоорудённым глазом.Плутон очень  медленно,за  247,7  года,совершает оборот по  орбите,которая имеет необычно большой наклон (17 5о 0) к плос­кости эклиптики, и вытянута настолько,что в перигелии Плутон подходит

к Солнцу  на более короткое расстояние,чем Нептун.Из-зи огромной уда­лённости от Солнца и слабой освещённости изучать Плутон  очень  слож­но.Непосредственные измерения углового диаметра Плутона на 5-метровом телескопе дали результат 0,23".Астрономы  пытались  измерить  диаметр Плутона более  точными методами - по затмнению им звезды,как это было сделано для Нептуна.Однако Плутон,проходя мимо звезды  на  расстоянии 0,1",не заслонил  её,и затмнения не произошло.Из этого был сделан вы­вод,что угловой диаметр Плутона не менее 0,2".Таким образом,в  перес­чёте на  единицы длины диаметр Плутона не менее 6 800 км.Если же диа­метр Плутона вычислить по его абсолютному блеску,то получается  приб­лизительно 3 тыс. км.Поверхность Плутона,нагреваемая Солнцем до минус 220 5о 0С,даже в наименее холодных полуденных участках,покрыта,по-видимо­му,снегом из замёрзшего метана.Атмосфера планеты разряженная и состо-

ит из газообразного метана с возможной примесью инертных  газов.Блеск Плутона меняется  с  периодом  вращения 6 сут.  9ч.  В 1978 г.выясни­лось,что эта периодичность соответствует орбитальному движению  спут­ника Плутона,обнаруженного  американскими астрономами.Спутник Плутона относительно яркий,но расположен настолько близко к  планете,что  его изображение на  фотоснимках  сливается  с  изображением  Плутона,лишь слегка выступая то с одной,то с другой стороны.Из периода обращения и расстояния между   центрами  вычислили  массу  системы  "Плутон-спут­ник".Масса оказалась неожиданно малой:1,7%  массы Земли.Почти вся она сосредоточена в  Плутоне,т.к.  диаметр спутника,судя по блеску,мал по сравнению с диаметром планеты.В таком случае средняя плотность Плуто­

на составляет  приблизительно 0,7 г/см 53 0,если принять его диаметр рав­ным 3 тыс. км.Такая малая плотность означает,что Плутон состоит преи­мущественно из летучих химических элементов и соединений,т.е.примерно такой же состав,как планеты-гиганты и их спутники.

.У планеты Плутон также удалось обнаружить в  1978  г.  спутник.Это

открытие имеет  очень большое значение,во-первых,потому что даёт воз­можность более точно вычислить массу планеты по данным о периоде  об­ращения спутника  и,во-вторых,в  связи с дискуссией о том,не является

ли сам Плутон "потерявшимся" спутником Нептуна.

Литература:

 2Энцеклопедический 0 словарь юного астронома,М.:Педагогика,1980 г. Астрономия:Учеб.для 11 кл.сред.шк., М:Провсещение,1990 г.

Клушанцев П.В. 2" 0Одиноки ли мы во вселенной? 2" 0:Дет.лит.,1981г. Эврика-89 ,М:Мол.гвардия,1991 г.

Поиски жизни в Солнечной системе:Пер.с англ. М.:Мир,1988 г.