Тк планета: Официальный сайт — ТРЦ «Планета» Красноярск

Относительно большие естественные тела, обращающиеся по орбитам вокруг Солнца или других звезд, называются планетами. Этот термин не включает небольшие тела, такие как кометы, метеороиды и астероиды, многие из которых представляют собой не более чем куски льда или камня.

Планеты, вращающиеся вокруг Солнца, являются частью Солнечной системы, в которую входит Солнце и все тела, вращающиеся вокруг него. Солнце управляет орбитальным движением планет посредством гравитационного притяжения и обеспечивает планеты светом и теплом. Представления о том, что делает планету планетой, со временем менялись. Согласно нынешнему определению, в Солнечной системе восемь планет. В порядке увеличения среднего расстояния от Солнца расположены планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон считался девятой и самой удаленной планетой Солнечной системы с 19 века.30 до 2006 года, когда она была реклассифицирована как карликовая планета.

Представление о том, что представляет собой планета, изменилось по-другому в конце 20-го века, когда астрономы начали открывать далекие планеты, вращающиеся вокруг других звезд, помимо Солнца. Ранее были известны только планеты Солнечной системы. ( См. также краткий обзор Солнечной системы.)

Что такое планета?

Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, которых можно увидеть без телескопа, известны с древних времен. Древние греки использовали термин планета , что означает «странники», для этих пяти тел, а также Солнца и Луны Земли, поскольку казалось, что объекты движутся на фоне неподвижных звезд. Названия этих семи тел до сих пор в некоторых языках связаны с днями недели. Со временем астрономы узнали больше о том, как небесные тела движутся по небу, и признали, что Солнце, а не Земля, является центром Солнечной системы. Термин планета стал использоваться для больших тел, вращающихся вокруг Солнца, а не другой планеты, поэтому Солнце и Луна больше не считались планетами.

С помощью телескопов современные астрономы обнаружили сотни тысяч дополнительных объектов, вращающихся вокруг Солнца, включая новые планеты. Хотя Уран тоже иногда виден невооруженным глазом, древние астрономы не могли отличить его от звезд. Впервые Уран был идентифицирован как планета в 1781 году. Восьмая планета, Нептун, была открыта в 1846 году.

Первоначально Плутон считался планетой. Действительно, его открытие в 1930 году стало результатом серьезных поисков далекой девятой планеты. Астрономы обнаружили, что Плутон во многих отношениях отличается от других планет, в том числе по составу камня и льда, а также по наклонной и очень вытянутой орбите. На протяжении десятилетий он казался уникальным. Однако, начиная с конца 20-го века, достижения в области телескопов позволили астрономам обнаружить гораздо больше небольших ледяных объектов с удлиненными орбитами, лежащих за пределами Нептуна. Наряду с Плутоном эти многочисленные объекты вращаются вокруг Солнца в зоне в форме пончика, называемой поясом Койпера. Сначала казалось, что Плутон значительно больше всех этих объектов. Но было обнаружено, что несколько объектов пояса Койпера почти такого же размера, как Плутон, а один (позже названный Эридой) примерно такого же размера. Это подняло вопрос о том, следует ли считать эти тела планетами, если таковым является Плутон.

Для решения этой проблемы и растущих споров вокруг нее группа, которая утверждает названия астрономических объектов для научного сообщества, выпустила официальное определение в 2006 году. Организация, известная как Международный астрономический союз (МАС), определила планету как небесное тело, отвечающее трем условиям. Во-первых, он должен вращаться вокруг Солнца и не быть спутником другой планеты. Во-вторых, он должен быть достаточно массивным, чтобы под действием гравитации он принял почти сферическую форму. В-третьих, он должен был «расчистить окрестности вокруг своей орбиты», что означает, что он должен быть достаточно массивным, чтобы его гравитация убрала большую часть каменистых и ледяных обломков с его орбиты.

Плутон не является планетой по этому определению. Он вращается вокруг Солнца и имеет почти круглую форму, но он не убрал множество мелких объектов пояса Койпера из области вокруг своей орбиты. МАС создал новую категорию, названную карликовыми планетами, для тех почти сферических небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца, но не очистили область вокруг своей орбиты и не являются лунами. Первыми телами, получившими статус карликовых планет, были Плутон, Эрида и Церера (которая также является крупнейшим астероидом).

Определения МАС сами по себе были противоречивыми. Некоторые ученые восприняли их как должное признание того, что Плутон является одним из самых крупных объектов в поясе Койпера. Другие ученые раскритиковали определения за отсутствие точности и научной строгости и призвали к их пересмотру.

Классификация планет

Восемь планет Солнечной системы можно разделить на две группы — внутренние планеты и внешние планеты — в соответствии с их основными физическими характеристиками и положением относительно Солнца. Четыре внутренние планеты — это Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их еще называют планетами земного типа, или землеподобными. Эти относительно небольшие миры состоят в основном из камня и металла. С плотностью от почти четырех до пяти с половиной раз больше плотности воды внутренние планеты имеют твердые поверхности. Ни у одной из этих планет нет колец, и только у Земли и Марса есть спутники.

Четыре внешние планеты — это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Их также называют юпитерианскими или юпитеподобными планетами. Все они намного больше внутренних планет, а Юпитер массивнее семи других планет вместе взятых. В отличие от внутренних планет, внешние планеты не имеют твердой поверхности. Их плотность менее чем в два раза превышает плотность воды. Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия в жидкой и газообразной форме, тогда как Уран и Нептун состоят в основном из растаявшего льда и расплавленной породы, а также из водорода и гелия. Каждая из четырех имеет массивную атмосферу или окружающие слои газа. Каждая из внешних планет также имеет систему колец и множество спутников.

  Свойства планет Солнечной системы, выраженные в земных соотношениях

Движения планет

Планеты Солнечной системы движутся в пространстве двумя основными способами одновременно. Они вращаются вокруг Солнца и вращаются вокруг своих центров.

Орбита

Восемь планет вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и вращение Солнца, то есть против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Земли. Планеты также вращаются почти в одной плоскости, так что их траектории очерчивают большой диск вокруг экватора Солнца. Орбита Меркурия наиболее наклонена. Он наклонен примерно на 7 градусов относительно плоскости эклиптики или плоскости, в которой вращается Земля. Плоскости орбит всех остальных планет находятся в пределах примерно 3,5 градусов от плоскости эклиптики. Для сравнения, орбита Плутона наклонена примерно на 17 градусов.

В начале 1600-х годов немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл три основных закона, управляющих движением планет. Первый закон описывает форму их орбит, которые не совсем круглые, а слегка овальные. Орбиты образуют замкнутую кривую, называемую эллипсом. Каждый эллипс имеет две воображаемые фиксированные точки внутри кривой, называемые фокусами, что является множественным числом слова «фокус». (Сумма расстояний от точки кривой до одного фокуса и от той же точки до другого фокуса одинакова для всех точек эллипса.) Солнце лежит в одном из двух фокусов эллипса каждой планеты. орбита. У Меркурия самая эксцентричная или вытянутая орбита среди планет, а у Венеры и Нептуна самые круговые орбиты. Орбиты Плутона, Эриды и многих других объектов пояса Койпера и комет значительно более эксцентричны.

Второй закон Кеплера описывает скорости движения планет по их орбитам. В нем говорится, что воображаемая линия, проведенная от планеты к Солнцу, проходит через равные площади за равные промежутки времени. Это означает, что планеты движутся быстрее, когда их орбиты приближают их к Солнцу, и медленнее, когда они удаляются. Третий закон Кеплера позволяет вычислить период обращения планеты, или время, за которое планета совершает один оборот вокруг Солнца, если известно ее среднее расстояние от Солнца, и наоборот. Закон гласит, что квадрат периода обращения планеты пропорционален кубу среднего расстояния планеты от Солнца.

Вращение

Помимо вращения вокруг Солнца, каждая планета вращается вокруг своей оси, воображаемой линии, которая проходит через центр планеты и ее северный и южный полюса. Большинство планет вращаются в том же направлении, в котором они вращаются. Только Венера и Уран вращаются в противоположном направлении, что называется ретроградным вращением. Оси вращения всех планет, кроме Урана, более или менее вертикальны или перпендикулярны плоскости эклиптики. Как ни странно, ось Урана почти параллельна плоскости эклиптики, поэтому планета вращается почти на боку.

Годы, дни и времена года

Движение планеты в пространстве определяет продолжительность года и дня на этой планете. Год — это время, за которое планета совершает один оборот вокруг Солнца. Период обращения Земли, например, составляет около 365 дней, то есть продолжительность одного земного года.

Продолжительность дня планеты определяется ее вращением двумя разными способами. Сутки — это время, за которое планета совершает один оборот вокруг своей оси относительно Солнца. Астрономы называют это солнечным днем. В течение одного солнечного дня Солнце перемещается из своего полуденного положения на небе, заходит и снова восходит в полуденное положение. Звездные сутки — это время, за которое планета совершает один оборот относительно далеких звезд. В большинстве случаев солнечные и звездные сутки имеют примерно одинаковую продолжительность. Солнечные сутки на Земле примерно на четыре минуты длиннее ее звездных суток, тогда как на Марсе и всех внешних планетах эта разница меньше минуты. Меркурий и Венера необычны тем, что их солнечные и звездные сутки отличаются на много часов.

Времена года вызваны в основном наклоном оси вращения планеты относительно плоскости ее орбиты. Изменение расстояния планеты от Солнца в течение года является второстепенным фактором. Оси Меркурия, Венеры и Юпитера почти не наклонены, поэтому они практически не испытывают сезонных различий в солнечном освещении и погоде.

Ось Земли наклонена примерно на 23,5 градуса. Когда планета движется вокруг Солнца, сначала одно полушарие, а затем другое слегка наклоняется к Солнцу. В результате угол падения солнечного света на землю в полдень меняется в течение года. Половина Земли, обращенная к Солнцу, переживает лето, а половина, обращенная в сторону, переживает зиму. Летом солнце в полдень находится выше в небе, а световой день длиннее, что вызывает больший нагрев.

Наклон осей Марса, Сатурна и Нептуна немного больше, чем у Земли, примерно на 25–30 градусов, поэтому у них также есть времена года. Поскольку этим планетам требуется больше времени для обращения вокруг Солнца, продолжительность каждого сезона намного больше, чем на Земле.

Чрезвычайный наклон оси Урана, более 97 градусов, приводит к экстремальным временам года. В течение части года северный полюс планеты указывает примерно на Солнце, в то время как южное полушарие остается темным днем ​​и ночью. Позже в году условия меняются на противоположные: северное полушарие окутывает тьма, а южное полушарие купается в свете.

Видимые движения

Движения планет, наблюдаемые с Земли, называемые их видимыми движениями, осложняются собственным вращением Земли, ее вращением и небольшим наклоном оси. Земля вращается с запада на восток, так что кажется, что и звезды, и планеты каждое утро восходят на востоке, а каждую ночь заходят на западе. Наблюдения, проводимые каждую ночь в одно и то же время, покажут, что планета обычно появляется в небе немного восточнее своего положения предыдущей ночью. Периодически будет казаться, что планета меняет направление на несколько ночей или более и перемещается немного к западу от своего предыдущего положения. Однако на самом деле планета не меняет направление на своем орбитальном пути. Такое очевидное изменение направления происходит всякий раз, когда Земля «обгоняет» внешнюю планету. Например, поскольку Сатурну требуется почти 30 земных лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, Земля часто проходит между Сатурном и Солнцем. Когда это происходит, кажется, что Сатурн постепенно замедляется, а затем временно меняет свой курс на фоне звезд.

Меркурий и Венера также имеют уникальные видимые движения. Поскольку их орбиты меньше в диаметре, чем у Земли, кажется, что обе они движутся с одной стороны Солнца на другую. Когда любая планета появляется к востоку от Солнца для наблюдателей на Земле, она выглядит как «вечерняя звезда», а когда к западу от Солнца — как «утренняя звезда».

Движение лун планет

Естественные спутники или луны, вращающиеся вокруг планет, подчиняются тем же законам орбитального движения, что и планеты. Большинство больших спутников Солнечной системы и многие малые спутники вращаются в том же направлении, что и планета, вокруг которой они вращаются, и примерно в экваториальной плоскости планеты (плоскость, которая перпендикулярна оси вращения планеты и проходит через центр планеты). Эти спутники называются обычными спутниками. Кроме того, большинство крупных лун, в том числе земная Луна, совершают один оборот вокруг своей оси за каждый оборот вокруг планеты. В результате эти спутники всегда смотрят на планету одной и той же стороной.

Формирование и эволюция

Хотя происхождение Солнечной системы неясно, большинство ученых считают, что она начала развиваться около 4,6 миллиардов лет назад из большого облака газа и пыли, называемого солнечной туманностью. Гравитация облака начала притягивать материю облака внутрь. По мере того, как облако сжималось, оно начинало вращаться все быстрее и быстрее и сжималось в диск. Когда материал в облаке сжимался, он становился горячим. Это привело к тому, что пыль в облаке стала газообразной. Большая часть массы облака была притянута к центру, в конечном итоге сформировав Солнце. Планеты образовались из оставшегося материала — диска газа, вращающегося вокруг формирующегося Солнца — по мере его охлаждения. Это объясняет, почему планеты вращаются вокруг Солнца почти в одной плоскости и в одном направлении.

Газы в охлаждающем диске сконденсировались в твердые частицы, которые начали сталкиваться друг с другом и слипаться. Начали формироваться более крупные объекты. Когда они путешествовали по диску, они подметали на своем пути меньший материал, процесс, известный как аккреция. Большая гравитация более массивных объектов также позволяла им притягивать больше материи. Со временем большая часть материи объединилась в более крупные тела, называемые планетезималями. В конечном итоге они сформировали более крупные протопланеты, которые превратились в планеты.

Внутренние и внешние планеты развивались по-разному из-за того, что температуры в регионах, близких к развивающемуся Солнцу, были намного выше. Близко к центру солнечной туманности материал диска сконденсировался в мелкие частицы камня и металла. Эти частицы в конечном итоге слиплись в планетезимали, которые сформировали скалистые, плотные внутренние планеты.

Дальше от развивающегося Солнца более низкие температуры позволили развиваться не только горным породам и металлам, но также газу и льдам из таких распространенных веществ, как вода, углекислый газ и аммиак. Доступность этих льдов для формирующихся внешних планет позволила им стать намного больше, чем внутренние планеты. В конце концов внешние планеты стали достаточно массивными, чтобы их гравитация могла притягивать и удерживать даже самые легкие элементы, водород и гелий. Это самые распространенные элементы во Вселенной, поэтому планеты смогли стать огромными. Они также разработали составы, очень похожие на состав Солнца. У каждой молодой внешней планеты была своя относительно холодная туманность, из которой образовались ее обычные спутники. Неправильные спутники обычно считаются астероидами или другими объектами, захваченными сильной гравитацией планет.

Столкновения между формирующимися планетами и большими планетезималями, вероятно, имели драматические последствия. Считается, что многочисленные ударные кратеры на древнейших поверхностях некоторых внутренних планет и некоторых спутников образовались в результате таких столкновений. Астрономы считают, что земная Луна изначально могла образоваться из материала, рассеянного в результате сильного столкновения Земли и протопланеты размером с Марс. Этот материал мог попасть на орбиту вокруг Земли и образовать Луну. Протопланета также могла столкнуться с развивающимся Меркурием и снести большую часть его внешней каменистой мантии. Это объясняет, почему ядро ​​Меркурия занимает такой большой процент внутренней части планеты. Другие протопланеты, возможно, врезались в Венеру, сильно замедлив ее вращение, и в Уран, отбросив планету почти на бок.

По мере срастания планет их недра нагревались и плавились. В процессе, известном как дифференциация, более тяжелые материалы опускались к центрам, выделяя при этом больше тепла, а на многих планетах постепенно формируя ядра. На внутренних планетах опускание более тяжелых материалов вытеснило более легкие каменистые материалы вверх, образуя каменные мантии. Наиболее плавучие материалы поднялись наверх и затвердели в поверхностную корку. Более легкие элементы вырвались из недр и образовали атмосферу, а на Земле — океаны.

В дополнение к теплу, выделяемому в результате аккреции и дифференциации, планеты имели третий источник внутреннего тепла: распад некоторых радиоактивных элементов в их недрах. С момента образования планет многие из их физических характеристик определялись тем, как тела вырабатывали и теряли свое внутреннее тепло. Например, высвобождение внутреннего тепла объясняет вулканическую и тектоническую активность, сформировавшую кору внутренних планет. В более мелких телах, таких как Меркурий, Луна Земли и многие спутники внешних планет, внутреннее тепло уходит на поверхность относительно быстро. В результате поверхность сначала претерпевает быстрые, бурные изменения. Затем, когда большая часть внутреннего тепла тела рассеивается, поверхностные особенности стабилизируются и остаются в основном нетронутыми по мере старения тела. Более крупные тела, такие как Земля и Венера, теряют тепло медленнее. Внешние планеты настолько велики, что большая часть их внутреннего тепла все еще выделяется.

Ученые разработали эти теории о формировании планет на основе наблюдений за Солнечной системой. Открытие планет за пределами Солнечной системы поставило под сомнение некоторые детали. Например, астрономы обнаружили огромные газообразные планеты, которые ближе к своим звездам, чем Меркурий к Солнцу. Кажется, это противоречит идее о том, что огромные планеты могут образовываться только в регионах, удаленных от центральной звезды. Возможно, эти планеты изначально развивались дальше от звезды, или, возможно, теории формирования Солнечной системы нуждаются в определенных корректировках. Однако идея о том, что солнечные системы развиваются из сжимающихся, вращающихся облаков газа и пыли, по-прежнему считается правильной. Астрономы наблюдали такие диски вокруг нескольких молодых звезд. ( См. также астрономия, «Происхождение и будущее Солнечной системы». Люди давно задавались вопросом, есть ли у других звезд, кроме Солнца, планеты, вращающиеся вокруг них. В 1990-х годах астрономы нашли первые доказательства существования таких планет. Теперь известно, что во многих других солнечных системах есть множество планет. Эти планеты называются внесолнечными планетами или экзопланетами.

Такие очень далекие планеты чрезвычайно трудно увидеть напрямую в наземные телескопы. Они так далеко, что кажутся очень маленькими и темными, и обычно их затеняет сияние звезд, вокруг которых они вращаются. Кроме того, если смотреть с Земли, планета и ее родительская звезда обычно находятся слишком близко друг к другу, чтобы телескоп мог оптически разрешить или разделить их соответствующие изображения.

Первые планеты, обнаруженные за пределами Солнечной системы, были идентифицированы несколькими другими способами. Некоторые методы включают в себя отслеживание гравитационного воздействия планет на наблюдаемое движение их родительских звезд. Например, вращающуюся планету можно обнаружить по небольшим периодическим колебаниям, которые она производит в положении родительской звезды в космосе, или по отклонениям скорости звезды, если смотреть с Земли. Другой метод использовался для обнаружения экзопланет, которые проходят непосредственно между их звездами и Землей. Этот проход является разновидностью затмения, называемого транзитом. Транзиты позволяют астрономам обнаруживать очень небольшие затемнения видимой яркости звезды.

Используя косвенные методы, астрономы в начале 1990-х определили три планеты, вращающиеся вокруг пульсара — чрезвычайно плотной, быстро вращающейся нейтронной звезды — в созвездии Девы. В 1995 году астрономы объявили о первом открытии планеты на орбите вокруг звезды, больше похожей на Солнце, 51 Пегаса. В течение 15 лет после первоначальных открытий было идентифицировано более 200 планет за пределами Солнечной системы.

В 2004–2005 годах астрономы получили первые прямые изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, объекта, похожего на планету. Однако мнения астрономов разделились во мнениях относительно того, следует ли называть ее планетой. Он вращается вокруг коричневого карлика, который по-разному определяется как очень холодная тусклая звезда или как объект, промежуточный между звездой и планетой (и, следовательно, не «настоящая» звезда). В 2008 году астрономы объявили изображения того, что было более широко признано первыми экзопланетами, обнаруженными напрямую. Инфракрасные изображения показали три планеты, вращающиеся вокруг звезды HR 879.9, примерно в 128 световых годах от Земли в созвездии Пегаса. Четвертая планета была обнаружена на орбите HR 8799 в 2010 году.

В настоящее время обнаружено несколько тысяч внесолнечных планет. Некоторые из этих планет огромны, с массой Юпитера или больше, но некоторые размером примерно с Землю. Особый интерес представляют внесолнечные планеты, находящиеся в «обитаемой зоне» звезды — орбитальной области вокруг звезды, в которой земноподобная планета может иметь жидкую воду на своей поверхности. Если на планете есть жидкая вода, на ней могут быть условия, необходимые для поддержания жизни. Было обнаружено более 20 планет размером примерно с Землю и вращающихся вокруг обитаемых зон своих звезд. Среди них Проксима Центавра b, ближайшая к Земле внесолнечная планета. Он был обнаружен в 2016 году на орбите Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, находящейся на расстоянии около 4,2 световых года от нас.

Дополнительные показания