Классификация небесных тел. Небесные тела

Классификация небесных тел

Паршаков Евгений Афанасьевич

На первый взгляд, все небесные тела Солнечной системы имеют самые различные характеристики. Однако, все их можно по их составу разделить на три большие группы. К одной группе можно отнести наиболее плотные тела Солнечной системы, с плотностью около 3 г/см3 и более. К ним относятся прежде всего планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. К этой же группе небесных тел относятся некоторые крупные спутники планет: Луна, Ио, Европа и, по-видимому, Тритон, а также ряд небольших спутников, расположенных вблизи своей планеты - Фобос, Деймос, Амальтея и др.

Тот факт, что к наиболее плотным телам Солнечной системы относятся небесные тела, близко расположенные к центральному телу, вокруг которого они обращаются, далеко не случаен. Помимо того, что планеты земной группы находятся вблизи Солнца, которое нагревает их поверхность и тем самым способству ет диссипации с поверхности и атмосферы небесных тел не только газовой, но и ледяной компоненты, помимо этого диссипации легкого вещества способствует и переход механической энергии посредством механизма приливного трения в тепловую энергию. Приливное же трение, вызываемое в теле небесных тел центральным телом, тем сильнее, чем они ближе находятся к нему. Этим отчасти объясняется тот факт, что ближние спутники Юпитера Ио и Европа имеют плотность соответственно 3, 5 и 3, 1 г/см3, а более отдаленные, хотя и более массивные спутники Ганимед и Каллисто имеют гораздо меньшую плотность, соответствен но 1, 9 и 1, 8 г/см3. Этим объясняется и тот факт, что все близкие спутники планет обращаются вокруг своих планет синхронно, т.е. повернуты к ним всегда одной стороной, так что их периоды осевого вращения равны периодам орбитального обращения. Однако приливное трение, способствующее разогреву недр небесных тел и увеличению их плотности, вызывается не только центральными телами у своих спутников, но и спутниками у центральных тел, а также одними небесными телами у других, принадлежащих к тому же классу: спутниками у других, более всего у близких, спутников, планетами у других планет.

Небесные тела, имеющие большую плотность, можно назвать силикатными небесными телами, имея ввиду, что основной компонентой в них является силикатная компонента (каменно-металлические породы), которая состоит из наиболее тяжелых и тугоплавких веществ: кремния, кальция, железа, алюминия, магния, серы и многих др. элементов и их соединений, в том числе и главным образом, с кислородом. Наряду с силикатной компонентной многие небесные тела этой группы имеют в своем составе ледяную (водяной лед, вода, углекислота, азот, кислород) и очень мало - газовую (водород, гелий) компоненты. Но их доля в общем составе вещества незначительна. Силикатная компонента составляет, как правило, свыше 99% вещества.

К группе силикатных небесных тел Солнечной системы относятся не только четыре планеты и с десяток спутников планет, но большое число астероидов, обращающихся в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Количество астероидов, крупнейшими из которых являются Церера, Паллада, Веста, Гигея и др., исчисляется десятками тысяч (по некоторым источникам - сотнями тысяч и даже миллионами).

К другой группе небесных тел относятся ледяные тела, основной составляю щей которых является ледяная компонента, это самая многочисленная группа небесных тел Солнечной системы. К ней относится единственная из известных планет Плутон и многие еще не открытые трансплутоновые планеты, крупные спутники планет: Ганимед, Каллисто, Титан, Харон, а также, по-видимому, два-три десятка других спутников. К этой же группе относятся все кометы, количество которых в Солнечной системе исчисляется многими миллионами, а может быть, и миллиардами.

Эта группа небесных тел является основной группой небесных тел в Солнечной системе и, по-видимому, во всей Галактике. За Плутоном, как считают многие исследователи, имеются еще планеты. Несомненно, они правы. Ледяные небесные тела являются наиболее многочисленной и основной группой небесных тел в Солнечной системе как, несомненно, и во всех других звездно-планетных системах, от самых маленьких до самых крупных.

Ледяные тела Солнечной системы состоят в основном из ледяной компоненты: водяного льда, углекислоты, азота, кислорода, аммиака, метана и др., которая занимает в ледяных телах основную часть их вещества. Остальную, незначительную часть ледяных тел составляет, главным образом, силикатная компонента. Удельный вес газовой компоненты в ледяных небесных телах, как и в силикатных, крайне незначителен, что объясняется их относительно небольшой массой, в результате чего они не могут длительное время удерживать около своей поверхности легкие газы - водород и гелий, которые рассеиваются в межпланетном пространстве, за исключением, быть может, далеких от Солнца планет, на поверхности которых очень низкая температура.

Мелкие ледяные небесные тела - кометы располагаются не только на периферии Солнечной системы, за Плутоном. Большое количество комет расположе но, по-видимому, и между орбитами планет-гигантов.

Третью, самую малочисленную, но самую массивную группу тел Солнечной системы составляет небесные тела, в состав которых в большом количестве входят все три компоненты: ледяная, силикатная и газовая. К этой группе относятся всего пять небесных тел Солнечной системы: Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Во всех этих телах имеется много водорода и гелия, но их доля в этих телах различна. При формировании газовых тел, если их так называть, они, имея на первом этапе своего развития массу менее 10 масс Земли, не могли удерживать около себя легкие газы - водород и гелий, и формировались вначале как ледяные тела. И в их состав на этом этапе входили ледяная и силикатная компоненты. Значительная часть газовой компоненты, которую приобретали газовые небесные тела во время галактических зим, превращалась посредством химических реакций в ледяную компоненту. Так водород и кислород, вступая в химическую реакцию, порождают воду и водяной лед. Из газовой компоненты возникли метан и некоторые другие вещества ледяной компоненты. Вследствие этого доля ледяной компоненты при аккреции диффузной материи на поверхность небесных тел увеличилась, а доля газовой - уменьшилась.

Планеты-гиганты, в отличие от других небесных тел, имеют быстрое осевое вращение и протяженную водородно-гелиевую атмосферу. В результате, в их экваториальной части, возможно, происходит утечка легких газов в межпланетное пространство из верхних слоев атмосферы вследствие большой центробежной силы. Например, у Сатурна верхние слои облачного слоя вращаются вокруг центра планеты с линейной скоростью около 10 км/сек., а у Земли - только около 0, 5 км/сек. Можно предположить, что раньше, во время галактических зим, у планет-гигантов были намного более мощные и протяженные атмосферы, но затем, после окончания очередной галактической зимы, они их частично теряли. Если ледяные и силикатные небесные тела теряют свою газовую компоненту вследствие их малой массы, то газовые планеты, особенно Юпитер, теряют ее вследствие их быстрого вращения.

Традиционно, по субботам, мы публикуем для вас ответы на викторину в формате «Вопрос - ответ». Вопросы у нас самые разные как простые, так и достаточно сложные. Викторина очень интересная и достаточно популярная, мы же просто помогаем вам проверить свои знания и убедиться, что вы выбрали правильный вариант ответа, из четырех предложенных. И у нас очередной вопрос в викторине - Какое небесное тело не является астероидом?

• A Юнона
• B Психея
• C Миранда
• D Цирцея

Правильный ответ С. Миранда

Уран сопровождают 27 спутников, и Миранда – один из наиболее интересных. Ближе всех из пяти крупных лун расположенная к планете, она является самой маленькой – со средним радиусом всего в 240 км. При таком размере небесное тело поражает разнообразием ландшафта.

В феврале 1948 Джерард Койпер в техасской обсерватории изучал четыре известных на тот момент спутника Урана и разглядел возле планеты еще одно небесное тело. Им оказалась Миранда. Спутник получил свое название в честь персонажа шекспировской пьесы «Буря» (по традиции все луны Урана носят имена героев Уильяма Шекспира и Александра Поупа).

Информацию о небесном теле, а вместе с ней массу загадок, принесли фотоснимки космического аппарата «Вояджер-2». В 1986 году он пролетел на расстоянии примерно 31 000 км от спутника. Астрономы ожидали увидеть что-то похожее на луну Сатурна Мимас: испещренную ударными кратерами мертвую ледяную поверхность.

Однако снимки показали иное. Местами действительно похожий на Мимас, спутник Урана имел на поверхности необычные области. Помимо кратеров обнаружились многочисленные уступы, разломы, грабены, венцы и другие признаки тектонической активности. Судя по всему, Миранда пережила как минимум пять кардинальных изменений поверхности после своего рождения.

Поиск разгадки затруднен тем, что единственный доступный материал – снимки «Вояджера-2». Он заснял только южное полушарие. Северное не освещалось в тот период Солнцем, и его рельеф остается тайной. С тех пор экспедиции больше не отправлялись к системе Урана.

Прослушивают космическое пространство, принимая разные сигналы.

Запуск космических спутников. Первый космический спутник был запущен в космос в 1957 г. Спутники оснащают приборами для изучения Земли и космоса .

Полет человека в космос. Первый полет в космос осуществил гражданин Советского Союза Юрий Гагарин.

3.Влияние Вселенной на развитие жизни на Земле .

Наша планета образовалась из космической пыли около 4,5 млрд. лет назад. Космический материал и сейчас продолжает падать на Землю в виде метеоритов . Прерываясь на огромной скорости в атмосферу, большая часть из них сгорает (пад ающие «звезды»). За год на Землю падает не меньше тысячи метеоритов, масса которых варьируется от нескольких граммов до нескольких килограммов.

Космическое излучение и ультрафиолетовое излучение Солнца способствовали процессам биохимической эволюции на нашей планете.

Образование озонового слоя оберегает современные живые организмы от разрушительного действия космических лучей.

Солнечный свет путем фотосинтеза обеспечивает энергией и едой всех живых организмов планеты .

4.Место человека во Вселенной.

Человек как умное существо осваивает и изменяет лицо планеты. Человеческий ум создал технологии, которые позволили выйти за пределы Земли и начать овладение космоса. Осуществлена высадка человека на Луну, космические зонды достигли Марса.

Человечеству хочется найти на других планетах признака жизни и ума. Есть ученые, которые считают, что современные люди - это потомки инопланетян, которые сделали на нашей планете аварийную посадку. В нескольких местах Земли найдены рисунки, сделанные в эпоху первобытных людей. На этих рисунках ученые видят людей в космических скафандрах. Старейшины некоторых племен рисуют звездное небо , что его можно увидеть только из космоса.

Среди нескольких теорий о происхождении жизни на Земле есть и теория заноса жизни из космоса. В некоторых метеоритах встречаются аминокислоты (аминокислоты образуют белки , а жизнь на нашей планете имеет белковую природу).

1. Звездные миры - галактики . Звезды , созвездия

Все планеты земной группы имеют сравнительно небольшие размеры, значительную густоту и состоят в основном из твердых веществ.

Гиганты планет имеют большие размеры, малую густоту и состоят преимущественно из газов. Масса гигантов планет составляет 98 % от суммарной массы планет Солнечной системы.

Относительно Солнца планеты располагаются в таком порядке: Меркурий , Венера , Земля , Марс , Юпитер , Сатурн , Уран , Нептун , Плутон .

Эти планеты названы в честь римских богов: Меркурий - бог торговли; Венера - богиня любви и красоты; Марс - бог войны; Юпитер - бог громовержец; Сатурн - бог земли и плодородия; Уран - бог неба; Нептун - бог моря и судоходства; Плутон - бог подземного царства мертвых.

На Меркурии температура днем повышается до 420 °С, а ночью падает к -180 °С. На Венере и денно и нощно стоит жара (до 500 °С), ее атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа. Земля же располагается на таком расстоянии от Солнца, что большая часть воды находится в жидком состоянии, что дало возможность возникнуть жизни на нашей планете. Атмосфера Земли содержит кислород .

На Марсе температурный режим подобный земному, но в атмосфере преобладает углекислый газ. При низких температурах зимой углекислый газ превращается в сухой лед.

Юпитер в 13 раз больший и в 318 раз более тяжелый от Земли. Его атмосфера густа, непрозрачна и выглядит как полосы разных цветов. Под атмосферой есть океан из разреженных газов.

Звезды - раскаленные небесные тела, которые излучают свет. Они настолько удалены от Земли, что мы видим их яркими крапинками. Невооруженным глазом на звездном небе можно насчитать около 3000 зрение , с помощью подзорной трубы - в десять раз больше.

Созвездие - группы расположенных рядом звезд. Давние астрономы мысленно соединяли звезды линиями и получали определенные фигуры . На небе северного полушария давние греки выделили 12 зодиакальных созвездий: Козерог, Водолей, Рыбы , Овен, Телец, Близнецы , Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион и Стрелец. Древние считали, что каждый земной месяц определенным образом связан с одним из созвездий.

Кометы - небесные тела со светящимися хвостами, что со временем изменяют свое положение на небе и направление движения.

Тело кометы состоит из твердого ядра, замороженных газов с твердой пылью, размером от одного до десяти километров. В ходе приближения к Солнцу газы кометы начинают быть испаряющимся. Так у комет вырастает светящийся газовый хвост. Самой известной является комета Галлея (ее открыл в XVII ст. английский астроном Галлей), что появляется возле Земли с приблизительным интервалом в 76 лет. В последний раз она приблизилась к Земле в 1986 г.

Метеоры - это твердые остатки космических тел, что с огромной скоростью падают сквозь атмосферу Земли. При этом они сгорают, оставляя яркий свет.

Болиды - яркие гигантские метеоры массой от 100 г до нескольких тонн. их быстрый полет сопровождается громким шумом, россыпью искр, запахом гари.

Метеориты - обгоревшие каменные или железные тела, которые упали на Землю из междупланетного пространства, не разрушившись в атмосфере.

Астероиды - это планеты-«малютки» от 0,7 к 1 км в диаметре.

2. Определение сторон горизонта за помощью зрение.

За созвездием Большой Медведицы легко находить Полярную звезду. Если стать к ней лицом, то спереди будет север, позади - юг, справа - восток , налево - запад.

3. Галактики.

Спиральные (состоят из ядра и нескольких спиральных рукавов)

Неправильные (несимметричной структуры)

Галактики - это гигантские звездные системы (до сотен миллиардов зрение). Наша Галактика называется Млечный Путь .

Эллиптические (вид их кругов или эллипсов, яркость якплавно уменьшается от центра к краю)

Солнце. Солнечная система . Движение планет вокруг Солнца. Солнце

Солнце - ближайшая звезда.

Солнце - это раскаленный газовый шар, что располагается на расстоянии 150 млн. км от Земли. Солнце имеет сложное строение. Внешний слой - это атмосфера из трех оболочек. Фотосфера - самый низкий и ней более густой слой солнечной атмосферы, толщиной приблизительно в 300 км. Следующая оболочка - хромосфера, толщиной в 12-15 тыс. км.

Внешняя оболочка - солнечная корона серебристо-белого цвета, высота которой - до нескольких солнечных радиусов. Она не имеет четких очертаний и со временем изменяет форму. Вещество короны постоянно вытекает в междупланетное пространство, образовывая так называемый солнечный ветер , что состоит из протонов (ядер Гидрогену) и атомов гелия.

Радиус Солнца - 700 тыс. км, масса - 2 | 1030 кг К химическому составу Солнца принадлежат 72 химических элемента. Больше всего Гидрогену, на втором месте Гелий (эти два элемента составляют 98 % массы Солнца).

Солнце существует в космосе около 5 млрд. лет и, по подсчетам астрономов, будет существовать еще столько же. Энергия Солнца выделяется в результате термоядерных реакций.

Поверхность Солнца светится неравномерно. Области с повышенной яркостью называются факелами, а со сниженной - пятнами. их появление и развитие называется солнечной активностью. В разные годы солнечная активность не одинаковая и имеет циклический характер (с периодом от 7,5 до 16 лет, в среднем - в 11,1 году).

Часто над солнечной поверхностью появляются вспышки - неожиданные выбросы энергии, которые достигают Земли уже за несколько часов. Солнечные вспышки сопровождаются магнитными бурями, в результате которых в проводниках возникают сильные хаотические электрические токи, которые нарушают работу электросетей и приборов. В сейсмически активных зонах могут возникать землетрясения.

В годы повышенной солнечной активности увеличивается прирост у деревьев. В эти же периоды более активно размножаются каракурты , саранча, блохи . Обнаружено, что в годы высокой солнечной активности возникают не только эпидемии (холера , дизентерия , дифтерия), но и пандемии (гриппа, чумы) .

У человека наиболее уязвимыми к изменениям солнечной активности являются нервная и сердечно-сосудистая системы. Даже у здоровых людей изменяются двигательные реакции и восприятия времени, притупляется внимание, ухудшается сон, что влияет на профессиональную деятельность. Снижается количество лейкоцитов и уменьшается иммунитет , что повышает склонность организма к инфекционным заболеваниям.

2. Солнечная система.

Солнце, большие и малые планеты, кометы и другие небесные тела, которые вращаются вокруг Солнца, составляют Солнечную систему.

Один оборот планеты вокруг Солнца называют годом. Чем дальше планета находится от Солнца, тем более длинным является ее оборот и тем большую длительность имеет на этой планете год (см. таблицу).

Хотя все планеты вращаются вокруг Солнца с разной скоростью, двигаются они в одном направлении. Один раз на 84 года все планеты оказываются на одной линии. Этот момент называют парадом планет.

Все большие планеты, кроме Меркурия и Венеры, имеют спутники, которые вращаются вокруг них. В Земле есть один спутник - Луну, у Сатурна - 17, у Юпитера - 16, у Марса - 2. Также вокруг Солнца вращается множество малых планет, среди них есть и каменные брылы размером 5-10 км.

Большие и малые планеты двигаются так, что их расстояние от Солнца почти не изменяется. Кометы же то отдаляются от Солнца, то приближаются к нему. 3. Солнце - источник света и тепла на Земле.

Земля расположена от Солнца на таком расстоянии, что вода на ней находится в виде жидкости. Уникальное сочетание температуры, света и наличия воды сделало возможным зарождение и развитие жизни на нашей планете.

Под действием солнечного света у растений происходит процесс фотосинтеза - образование органических веществ из неорганических. Побочным продуктом фотосинтеза является кислород. В результате фотосинтеза на Земле образовалась кислородная атмосфера.

Наблюдение. Все растения (и светолюбивые, и теневыносливые) нуждаются в свету. Листки на побегах располагаются таким образом, чтобы свою порцию света получал каждый, - такое размещение листьев называется лиственной мозаикой . На протяжении дня растения возвращают листья и цветки к солнцу. У комнатных цветов листья возвращаются в сторону окна.

Луна. Вращение Луны вокруг Земли. Фазы Луны.

Солнечные и лунные затмения.

1. Луна .

Луна - это ближайшее к Земле небесное тело и ее естественный спутник. Расстояние от Луны до Земли составляет приблизительно 380 тыс. км, а его радиус в 8 раз более малый от радиуса Земли. На Луне нет атмосферы. Метеоры , падая на поверхность Луны, создали своеобразный рельеф на его поверхности - кратеры. Ученые составили карту Луны с горами, пустынями и морями (сухими). Жизнь на нем не обнаружена.

2. Лунные фазы.

Один оборот вокруг Земли Луну делает за месяц. Он все время возвращен к Земле одной стороной, но его освещенность (фазы) изменяется.

Фазы Луны

С_3 - полная луна (полнолуние);

Луна убывающая

О -первая четверть;

ОР -полмесяца;

(^ - три четверти;

ф - новый месяц (юнец);

щ) -три четверти;

Нарастающая луна

%) - полумесяц;

(С - первая четверть.

3. Луна и природные явления Земли.

Движение Луны влияет на перемещение водяных масс Земли. Месячное притягивание вызывает образование приливов. Вместе с вращением Земли приливные выступления перемещаются вдоль морей и океанов следом за Луной с востока на запад со скоростью 1800 км/час. В открытом море уровень воды повышается на 1-2 м, а возле побережий - на 4-5 метров.

Притягивание Луны дважды на сутки изменяет давление воздуха на несколько мм рт. ст. и вызывает поднимание почвы в среднем на 40 см.

Лунное притяжение влияет и на человека. При новом месяце появляется слабость, снижается творческая активность, портится настроение. При полнолунии увеличивается работоспособность, повышается возбудимость нервной системы, усиливается раздражимость.

Когда месяц растет, хорошо развивается корневая система растений, а когда убывает, - листья.

4. Лунные затмения

Солнце

5. Солнечные затмения .

Солнце