Solsystemet set af en kunstner. Skalaerne for afstande fra Solen respekteres ikke | ||
Generelle egenskaber | ||
---|---|---|
Alder | 4,5682±0,0006 Ga [ 1] [2] | |
Beliggenhed | Lokal interstellar sky , Lokal boble , Orion-arm , Mælkevejen , Lokal gruppe af galakser | |
Vægt | 1,0014M☉ _ _ | |
nærmeste stjerne | Proxima Centauri (4,21-4,24 lysår ) [3] Alpha Centauri system ( 4,37 lysår) [4] | |
Tredje flugthastighed (nær jordens overflade ) | 16,65 km/s | |
planetsystem | ||
Den fjerneste planet fra Solen | Neptun ( 4,503 milliarder km , 30,1 AU ) [5] | |
Afstand til Kuiperbæltet | ~30-50 a.u. [6] | |
Antal stjerner | 1 ( sol ) | |
Antal kendte planeter | otte | |
Antal dværgplaneter | 5 [7] | |
Antal satellitter | 639 (204 for planeter og 435 for små kroppe i solsystemet) [8] [9] | |
Antal små kroppe | over 1.000.000 (pr. november 2020) [8] | |
Antal kometer | 3690 (fra november 2020) [8] | |
I kredsløb om det galaktiske centrum | ||
Hældning til Mælkevejens plan | 60,19° | |
Afstand til det galaktiske centrum | 27 170±1140 St. år (8330±350 pct .) [10] | |
Omløbsperiode | 225-250 Ma [ 11] | |
Orbital hastighed | 220–240 km/s [12] | |
Egenskaber forbundet med en stjerne | ||
Spektral klasse | G2 V [13] [14] | |
snegrænse | ~5 a.u. [15] [16] | |
heliosfærens grænse | ~113-120 a.u. [17] | |
Hill kugle radius | ~ 1-2 St. flere år |
Solsystemet er et planetsystem, der omfatter den centrale stjerne Solen og alle naturlige rumobjekter i heliocentriske baner . Den blev dannet ved gravitationskomprimering af en gas- og støvsky for cirka 4,57 milliarder år siden [2] .
Den samlede masse af solsystemet er omkring 1,0014 M☉ . Det meste falder på Solen; resten er næsten fuldstændig indeholdt i otte planeter fjernt fra hinanden , med baner tæt på cirkulære , næsten i samme plan - ekliptikkens plan . På grund af dette er der en modstridende fordeling af vinkelmomentet mellem Solen og planeterne (det såkaldte "øjebliksproblem"): kun 2% af systemets samlede momentum falder på Solens andel, hvis masse er ~ 740 gange større end planeternes samlede masse, og de resterende 98 % - med ~0,001 af solsystemets samlede masse [18] .
De fire planeter, der er tættest på Solen, kaldet de terrestriske planeter - Merkur , Venus , Jorden [19] og Mars - er hovedsageligt sammensat af silikater og metaller . De fire planeter, der er længere væk fra Solen - Jupiter , Saturn , Uranus og Neptun (også kaldet gasgiganter ) - er meget mere massive end de jordiske planeter .
De største planeter, der udgør solsystemet, Jupiter og Saturn, består primært af brint og helium ; mindre gasgiganter, Uranus og Neptun, indeholder foruden brint og helium hovedsageligt vand , metan og ammoniak , sådanne planeter skiller sig ud i en særskilt klasse af " isgiganter " [20] . Seks planeter ud af otte og fire dværgplaneter har naturlige satellitter . Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun er omgivet af ringe af støv og andre partikler.
Der er to områder i solsystemet fyldt med små kroppe . Asteroidebæltet , der ligger mellem Mars og Jupiter, ligner i sammensætning de jordiske planeter, da det består af silikater og metaller. De største objekter i asteroidebæltet er dværgplaneten Ceres og asteroiderne Pallas , Vesta og Hygiea . Ud over Neptuns kredsløb er trans-neptunske objekter bestående af frosset vand , ammoniak og metan , hvoraf de største er Pluto , Sedna , Haumea , Makemake , Quaoar , Orcus og Eris . Andre populationer af små kroppe findes i solsystemet, såsom planetariske kvasi-satellitter og trojanske heste , jordnære asteroider , kentaurer , damocloider , såvel som systemrejsende kometer , meteoroider og kosmisk støv .
Solvinden (en strøm af plasma fra Solen) skaber en boble i det interstellare medium kaldet heliosfæren , der strækker sig til kanten af den spredte skive . Den hypotetiske Oort-sky , der tjener som kilde til langtidskometer, kan strække sig til omkring tusind gange ud over heliosfæren.
Solsystemet er en del af strukturen af Mælkevejsgalaksen .
Det centrale objekt i solsystemet er Solen - en stjerne i hovedsekvensen af spektralklassen G2V, en gul dværg . Langt størstedelen af hele systemets masse (ca. 99,866%) er koncentreret i Solen, den rummer planeterne og andre legemer, der hører til solsystemet, med sin tyngdekraft [21] . De fire største objekter - gasgiganter - udgør 99% af den resterende masse (hvor Jupiter og Saturn tegner sig for størstedelen - omkring 90%).
De fleste store objekter, der kredser om Solen, bevæger sig i stort set samme plan, kaldet ekliptikkens plan . Samtidig har kometer og Kuiperbælteobjekter ofte store hældningsvinkler til dette plan [22] [23] .
Alle planeter og de fleste andre objekter drejer rundt om Solen i samme retning som Solens rotation (mod uret set fra Solens nordpol). Der er undtagelser såsom Halley's Comet . Merkur har den højeste vinkelhastighed - den formår at lave en komplet omdrejning omkring Solen på kun 88 jorddage. Og for den fjerneste planet - Neptun - er revolutionsperioden 165 jordår.
De fleste af planeterne kredser om deres akse i samme retning, som de kredser om solen. Undtagelserne er Venus og Uranus , og Uranus roterer næsten "liggende på siden" (aksehældningen er omkring 90°). Til en visuel demonstration af rotation bruges en speciel enhed - tellur .
Mange modeller af solsystemet viser betinget planeternes kredsløb med jævne mellemrum, men i virkeligheden, med nogle få undtagelser, jo længere planeten eller bæltet er fra Solen, desto større er afstanden mellem dens bane og den tidligere bane. objekt. For eksempel er Venus cirka 0,33 AU. længere fra Solen end Merkur, mens Saturn er på 4,3 AU. hinsides Jupiter og Neptun ved 10,5 AU. hinsides Uranus. Der har været forsøg på at udlede korrelationer mellem kredsløbsafstande (for eksempel Titius-Bode-reglen ) [24] , men ingen af teorierne er blevet generelt accepterede.
Objekternes kredsløb omkring Solen er beskrevet af Keplers love . Ifølge dem cirkulerer hvert objekt langs en ellipse , hvor et af fokuspunkterne er Solen. Objekter tættere på Solen (med en mindre semi-hovedakse ) har en højere vinkelhastighed, så omdrejningsperioden ( år ) er kortere. I en elliptisk bane ændres et objekts afstand fra Solen i løbet af dets år. Punktet i et objekts kredsløb tættest på Solen kaldes perihelium , det fjerneste er aphelium . Hvert objekt bevæger sig hurtigst ved sit perihelium og langsomst ved aphelium. Planetbaner er tæt på cirkulære, men mange kometer, asteroider og Kuiperbælteobjekter har meget elliptiske baner.
De fleste af planeterne i solsystemet har deres egne underordnede systemer. Mange er omgivet af måner , nogle af månerne er større end Merkur. De fleste af de store måner er i synkron rotation, hvor den ene side konstant vender mod planeten. De fire største planeter - gasgiganter - har også ringe , tynde bånd af bittesmå partikler, der kredser i meget tætte baner næsten unisont.
Nogle gange er solsystemet opdelt i regioner. Den indre del af solsystemet omfatter fire jordiske planeter og et asteroidebælte. Den ydre del begynder uden for asteroidebæltet og omfatter fire gasgiganter [25] . Planeter inde i asteroideområdet kaldes nogle gange indre , og uden for bæltet - ydre [26] . Nogle gange bruges disse udtryk dog om henholdsvis den nederste (inde i Jordens kredsløb) og den øvre (uden for Jordens kredsløb) planeter [27] . Efter opdagelsen af Kuiperbæltet anses den fjerneste del af solsystemet for at være et område bestående af objekter placeret længere end Neptun [28] .
Alle objekter i solsystemet, der kredser om solen, er officielt opdelt i tre kategorier: planeter , dværgplaneter og små kroppe i solsystemet . En planet er ethvert legeme i kredsløb om Solen, der er massivt nok til at blive sfærisk , men ikke massivt nok til at starte termonuklear fusion, og som har formået at rydde nærheden af sin bane for planetesimaler . Ifølge denne definition er der otte kendte planeter i solsystemet: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Pluto (indtil 2006 betragtet som en planet) opfylder ikke denne definition, fordi den ikke har ryddet sin bane for omgivende Kuiperbælteobjekter [29] . Dværgplanet - et himmellegeme, der kredser om Solen; som er massiv nok til at opretholde en tæt på afrundet form under påvirkning af sine egne tyngdekræfter; men som ikke har ryddet rummet af sin bane fra planetesimaler og ikke er en planet for planeten [29] . Ved denne definition har solsystemet fem anerkendte dværgplaneter: Ceres , Pluto , Haumea , Makemake og Eris [30] . I fremtiden kan andre objekter blive klassificeret som dværgplaneter, såsom Sedna , Orc og Quaoar [31] . Dværgplaneter, hvis kredsløb er i området for trans-neptunske objekter, kaldes plutoider [32] . De resterende objekter, der kredser om Solen, er små kroppe af solsystemet [29] .
Udtrykkene gas , is og sten bruges til at beskrive de forskellige klasser af stoffer, der findes i hele solsystemet. Stenen bruges til at beskrive forbindelser med høje kondensations- eller smeltepunkter, der forblev i en protoplanetarisk tåge i fast tilstand under næsten alle forhold [33] . Stenforbindelser omfatter typisk silikater og metaller som jern og nikkel [34] . De dominerer det indre solsystem og danner de fleste jordiske planeter og asteroider . Gasser er stoffer med ekstremt lave smeltepunkter og høje mætningsdamptryk , såsom molekylært brint , helium og neon , som altid har været i gasform i en tåge [33] . De dominerer det mellemste solsystem og udgør det meste af Jupiter og Saturn. Is af stoffer som vand , metan , ammoniak , svovlbrinte og kuldioxid [34] har smeltepunkter op til flere hundrede kelvin, mens deres termodynamiske fase afhænger af det omgivende tryk og temperatur [33] . De kan forekomme som is, væsker eller gasser i forskellige områder af solsystemet, mens de i tågen var i fast eller gasfase [33] . De fleste satellitter på de gigantiske planeter indeholder iskolde stoffer, de udgør også det meste af Uranus og Neptun (de såkaldte "isgiganter") og talrige små objekter placeret uden for Neptuns kredsløb [34] [35] . Gasser og is er samlet klassificeret som flygtige stoffer [36] .
Solen er stjernen i solsystemet og dets hovedkomponent. Dens masse (332.900 jordmasser) [39] er stor nok til at understøtte en termonuklear reaktion i dens dybder [40] , som frigiver en stor mængde energi udstrålet ud i rummet hovedsageligt i form af elektromagnetisk stråling , hvis maksimum falder på bølgelængdeområde 400– 700 nm, svarende til synligt lys [41] .
Ifølge stjerneklassifikationen er Solen en typisk G2 -klasse gul dværg . Dette navn kan være misvisende, da Solen er en ret stor og lysstærk stjerne sammenlignet med de fleste stjerner i vores galakse [42] . En stjernes klasse bestemmes af dens position på Hertzsprung-Russell-diagrammet , som viser sammenhængen mellem stjernernes lysstyrke og deres overfladetemperatur. Normalt er varmere stjerner lysere. De fleste af stjernerne er placeret på den såkaldte hovedsekvens af dette diagram, Solen er placeret cirka midt i denne sekvens. Stjerner, der er lysere og varmere end Solen, er relativt sjældne, mens mørkere og køligere stjerner ( røde dværge ) er almindelige og tegner sig for 85 % af stjernerne i galaksen [42] [43] .
Solens position på hovedsekvensen viser, at den endnu ikke har opbrugt sin brintforsyning til kernefusion og er omtrent midt i sin udvikling. Nu bliver Solen gradvist lysere, i de tidligere stadier af dens udvikling var dens lysstyrke kun 70% af nutidens [44] .
Solen er en stjerne af type I stjernepopulation , den blev dannet på et relativt sent stadium i universets udvikling og er derfor karakteriseret ved et højere indhold af grundstoffer, der er tungere end brint og helium (i astronomi kaldes sådanne grundstoffer normalt " metaller ”) end ældre type II stjerner [45] . Grundstoffer, der er tungere end brint og helium, dannes i de første stjerners kerne, så før universet kunne beriges med disse grundstoffer, skulle den første generation af stjerner passere. De ældste stjerner indeholder få metaller, mens yngre stjerner indeholder flere. Det antages, at høj metallicitet var ekstremt vigtig for dannelsen af et planetsystem nær Solen , fordi planeter dannes ved tilvækst af "metaller" [46] .
Interplanetarisk miljøSammen med lys udsender Solen en kontinuerlig strøm af ladede partikler (plasma), kendt som solvinden . Denne strøm af partikler forplanter sig med en hastighed på omkring 1,5 millioner km i timen [47] , fylder nær-solområdet og skaber en analog til den planetariske atmosfære (heliosfæren) nær Solen, som eksisterer i en afstand på mindst 100 AU . fra Solen [48] . Det er kendt som det interplanetariske medium . Aktivitetsmanifestationer på Solens overflade, såsom soludbrud og koronale masseudstødninger , forstyrrer heliosfæren og forårsager rumvejr [ 49] . Den største struktur i heliosfæren er det heliosfæriske strømark ; spiraloverflade skabt af Solens roterende magnetfelts indvirkning på det interplanetariske medium [50] [51] .
Jordens magnetfelt forhindrer solvinden i at rive jordens atmosfære af . Venus og Mars har ikke et magnetfelt, og som følge heraf blæser solvinden gradvist deres atmosfærer ud i rummet [52] . Koronale masseudstødninger og lignende fænomener ændrer magnetfeltet og transporterer en enorm mængde stof fra Solens overflade - omkring 10 9 -10 10 tons i timen [53] . I vekselvirkning med Jordens magnetfelt falder dette stof hovedsageligt ind i de øvre subpolære lag af Jordens atmosfære, hvor der fra en sådan interaktion opstår nordlys , som oftest observeres nær de magnetiske poler .
Kosmiske stråler stammer fra uden for solsystemet. Heliosfæren og i mindre grad planetmagnetiske felter beskytter delvist solsystemet mod ydre påvirkninger. Både tætheden af kosmiske stråler i det interstellare medium og styrken af solens magnetfelt ændrer sig over tid, så niveauet af kosmisk stråling i solsystemet er ikke konstant, selvom størrelsen af afvigelserne ikke er kendt med sikkerhed [ 54] .
Det interplanetariske medium er stedet for dannelsen af mindst to skivelignende områder af kosmisk støv . Den første, stjernetegnsstøvskyen, findes i det indre solsystem og er grunden til, at stjernetegnslyset produceres . Det er sandsynligvis opstået fra kollisioner i asteroidebæltet forårsaget af interaktioner med planeter [55] . Den anden region strækker sig fra ca. 10 til 40 AU. og sandsynligvis opstået efter lignende sammenstød mellem objekter inden for Kuiperbæltet [56] [57] .
Den indre del omfatter de jordiske planeter og asteroider. Består hovedsageligt af silikater og metaller, objekterne i det indre område er relativt tæt på Solen, det er den mindste del af systemet - dets radius er mindre end afstanden mellem Jupiters og Saturns baner.
Terrestriske planeterDe fire planeter tættest på Solen, kaldet terrestriske planeter, består hovedsageligt af tunge grundstoffer, har et lille antal (0-2) satellitter , de mangler ringe . De er stort set sammensat af ildfaste mineraler, såsom silikater, der danner deres kappe og skorpe , og metaller, såsom jern og nikkel , som danner deres kerne . Tre af disse planeter - Venus, Jorden og Mars - har en atmosfære ; alle har nedslagskratere og tektoniske træk såsom sprækketrug og vulkaner [58] [59] [60] [61] [62] [63] .
MercuryMerkur ( 0,4 AU fra Solen) er den planet, der er tættest på Solen og systemets mindste planet (0,055 jordmasser). Planeten har ingen satellitter. Karakteristiske detaljer i dens overfladetopografi er udover nedslagskratere adskillige fligede afsatser, der strækker sig over hundreder af kilometer. Det menes, at de er opstået som følge af tidevandsdeformationer på et tidligt tidspunkt i planetens historie på et tidspunkt, hvor Merkurs rotationsperioder omkring aksen og omkring Solen ikke kom i resonans [64] . Merkur har en ekstremt sjælden atmosfære, den består af atomer "slået ud" fra planetens overflade af solvinden [65] . Den relativt store jernkerne af Merkur og dens tynde skorpe er endnu ikke blevet forklaret tilfredsstillende. Der er en hypotese, der tyder på, at planetens ydre lag, bestående af lette elementer, blev revet af som følge af en kæmpe kollision, som følge af, at planetens størrelse faldt [66] . Alternativt kunne strålingen fra den unge sol forstyrre den fuldstændige ophobning af stof [67] .
VenusVenus er i størrelse tæt på Jorden (0,815 jordmasse) og har ligesom Jorden en tyk silikatskal omkring jernkernen og atmosfæren (på grund af dette kaldes Venus ofte for Jordens "søster). Der er også tegn på dens interne geologiske aktivitet. Mængden af vand på Venus er dog meget mindre end på Jorden, og dens atmosfære er 90 gange tættere. Venus har ingen satellitter. Det er den varmeste planet i vores system med en overfladetemperatur på over 400°C. Den mest sandsynlige årsag til en så høj temperatur er drivhuseffekten , som opstår på grund af en tæt atmosfære rig på kuldioxid [68] . Der er ingen klare tegn på moderne geologisk aktivitet på Venus, men da den ikke har et magnetfelt, der ville forhindre udtømning af dens tætte atmosfære, giver dette os mulighed for at antage, at dens atmosfære regelmæssigt genopbygges af vulkanudbrud [69] .
JordenJorden er den største og tætteste af de terrestriske planeter. Jorden har pladetektonik . Spørgsmålet om tilstedeværelsen af liv andre steder end Jorden forbliver åbent [70] . Blandt planeterne i den terrestriske gruppe er Jorden unik (primært på grund af hydrosfæren ). Jordens atmosfære er radikalt forskellig fra atmosfæren på andre planeter - den indeholder frit ilt [71] . Jorden har én naturlig satellit - Månen , den eneste store satellit af planeterne i den jordbaserede gruppe i solsystemet.
MarsMars er mindre end Jorden og Venus (0,107 jordmasser). Det har en atmosfære, der hovedsageligt består af kuldioxid , med et overfladetryk på 6,1 mbar (0,6 % af Jordens) [72] . På dens overflade er der vulkaner, hvoraf den største, Olympus , overstiger størrelsen af enhver terrestrisk vulkan og når en højde på 21,2 km [73] . Riftsænkninger ( Mariner valleys ), sammen med vulkaner, vidner om tidligere geologisk aktivitet, som ifølge nogle kilder fortsatte selv i løbet af de sidste 2 millioner år [74] . Den røde farve på Mars overflade er forårsaget af en stor mængde jernoxid i dens jord [75] . Planeten har to satellitter - Phobos og Deimos . De antages at være fangede asteroider [76] . Til dato (efter Jorden) er Mars den mest grundigt undersøgte planet i solsystemet.
AsteroidebælteAsteroider er de mest almindelige små kroppe i solsystemet .
Asteroidebæltet optager en bane mellem Mars og Jupiter, mellem 2,3 og 3,3 AU. fra solen. Hypoteser blev fremsat, men i sidste ende blev hypoteserne ikke bekræftet om eksistensen af en planet mellem Mars og Jupiter (f.eks. den hypotetiske planet Phaeton ), som i de tidlige stadier af dannelsen af solsystemet kollapsede, således at dens fragmenter blev til asteroider, der dannede asteroidebæltet. Ifølge moderne synspunkter er asteroider resterne af dannelsen af solsystemet ( planetosimals ), som ikke var i stand til at forene sig til et stort legeme på grund af Jupiters gravitationsforstyrrelser [77] .
Asteroider varierer i størrelse fra få meter til hundredvis af kilometer. Alle asteroider er klassificeret som mindre solsystemlegemer , men nogle legemer, der i øjeblikket er klassificeret som asteroider, såsom Vesta og Hygiea , kan blive omklassificeret som dværgplaneter, hvis de kan påvises at opretholde hydrostatisk ligevægt [78] .
Bæltet indeholder titusinder, måske millioner, af genstande større end en kilometer i diameter [79] . På trods af dette er den samlede masse af bæltets asteroider næppe mere end en tusindedel af Jordens masse [80] . Himmellegemer med diametre fra 100 mikron til 10 m kaldes meteoroider [81] . Partikler betragtes endnu mindre som kosmisk støv .
AsteroidegrupperAsteroider kombineres i grupper og familier baseret på deres baners karakteristika. Asteroide satellitter er asteroider, der kredser om andre asteroider. De er ikke så klart definerede som planeters satellitter, nogle gange er de næsten lige så store som deres ledsager. Asteroidebæltet indeholder også kometerne fra hovedasteroidebæltet, som kan have været kilden til vand på Jorden [82] .
Trojanske asteroider er placeret ved Lagrange-punkterne L 4 og L 5 af Jupiter (tyngdemæssigt stabile områder af planetens indflydelse, der bevæger sig sammen med den langs dens bane); udtrykket "trojanere" bruges også om asteroider placeret ved Lagrange-punkterne på andre planeter eller satellitter (bortset fra Jupiter-trojanerne, er Jorden , Mars , Uranus og Neptun -trojanerne kendt ). Asteroider af Hilda-familien er i resonans med Jupiter 2:3 , det vil sige, at de laver tre omdrejninger omkring Solen i løbet af to hele omdrejninger af Jupiter [83] .
Også i det indre solsystem er der grupper af asteroider med baner placeret fra Merkur til Mars. Banerne for mange af dem skærer de indre planeters baner [84] .
CeresCeres (2,77 AU) er en dværgplanet og det største legeme i asteroidebæltet. Ceres har en diameter på lidt mindre end 1000 km og nok masse til at opretholde en sfærisk form under påvirkning af sin egen tyngdekraft. Efter opdagelsen blev Ceres klassificeret som en planet, men da yderligere observationer førte til opdagelsen af en række asteroider nær Ceres, blev den i 1850'erne klassificeret som en asteroide [85] . Den blev omklassificeret som en dværgplanet i 2006.
Den ydre region af solsystemet er placeringen af gasgiganterne og deres satellitter, såvel som trans-neptunske objekter, asteroide-komet-gassen Kuiper-bæltet, den spredte skive og Oort-skyen. Mange korttidskometer såvel som kentaur-asteroider kredser også om denne region. De faste genstande i denne region, på grund af deres større afstand fra Solen, og derfor meget lavere temperatur, indeholder is af vand , ammoniak og methan . Der er hypoteser om eksistensen i det ydre område af planeten Tyche og muligvis enhver anden " Planeter X ", såvel som satellitstjernen fra Solen Nemesis .
KæmpeplaneterDe fire gigantiske planeter, også kaldet gasgiganter , indeholder tilsammen 99 % af massen af stoffet, der cirkulerer i kredsløb omkring Solen. Jupiter og Saturn består overvejende af brint og helium; Uranus og Neptun har mere is i deres sammensætning. På grund af dette klassificerer nogle astronomer dem i deres egen kategori - "isgiganter" [86] . Alle fire gigantiske planeter har ringe , selvom kun Saturns ringsystem er let synligt fra Jorden.
JupiterJupiter har en masse på 318 gange jordens masse og 2,5 gange mere massiv end alle andre planeter tilsammen. Den består hovedsageligt af brint og helium . Jupiters høje indre temperatur forårsager mange semi-permanente hvirvelstrukturer i dens atmosfære, såsom skybånd og Den Store Røde Plet .
Jupiter har 80 måner . De fire største - Ganymedes , Callisto , Io og Europa - ligner de terrestriske planeter i sådanne fænomener som vulkansk aktivitet og intern opvarmning [87] . Ganymedes, den største måne i solsystemet, er større end Merkur.
SaturnSaturn, kendt for sit omfattende ringsystem , har noget lignende struktur som Jupiters atmosfære og magnetosfære. Selvom Saturns volumen er 60 % af Jupiters, er massen (95 jordmasser) mindre end en tredjedel af Jupiters; således er Saturn den mindst tætte planet i solsystemet (dens gennemsnitlige tæthed er mindre end tætheden af vand og endda benzin ).
Saturn har 83 bekræftede måner [88] ; to af dem - Titan og Enceladus - viser tegn på geologisk aktivitet. Denne aktivitet ligner dog ikke den på Jorden, da den i høj grad skyldes isens aktivitet [89] . Titan, større end Merkur , er den eneste måne i solsystemet med en tæt atmosfære.
UranusUranus har en masse, der er 14 gange Jordens, og er den letteste af de gigantiske planeter. Det, der gør den unik blandt andre planeter, er, at den roterer "liggende på siden": Uranus' ækvator-plan hælder omkring 98° [90] i forhold til kredsløbsplanet . Hvis andre planeter kan sammenlignes med snurretoppe, så er Uranus mere som en rullende kugle. Den har en meget koldere kerne end andre gasgiganter og udstråler meget lidt varme ud i rummet [91] .
Uranus har 27 opdagede måner ; de største er Titania , Oberon , Umbriel , Ariel og Miranda .
NeptunNeptun er, selvom det er lidt mindre end Uranus, mere massiv (17 jordmasser) og derfor mere tæt. Den udstråler mere indre varme, men ikke så meget som Jupiter eller Saturn [5] .
Neptun har 14 kendte måner . Den største, Triton , er geologisk aktiv med flydende nitrogengejsere [ 92] . Triton er den eneste store retrogradmåne . Neptun er også ledsaget af asteroider , kaldet Neptun-trojanske heste , som er i 1:1 -resonans med den.
Planet NineDen 20. januar 2016 annoncerede Caltech-astronomerne Michael Brown og Konstantin Batygin en mulig niende planet i udkanten af solsystemet, uden for Plutos kredsløb. Planeten er omkring ti gange mere massiv end Jorden, er omkring 20 gange længere fra Solen end Neptun (90 milliarder kilometer) og laver en omdrejning omkring Solen på 10.000 - 20.000 år [93] . Ifølge Michael Brown er sandsynligheden for, at denne planet faktisk eksisterer "måske 90%" [94] . Hidtil har videnskabsmænd omtalt denne hypotetiske planet blot som Planet Nine [ 95 ] .
KometerKometer er små kroppe af solsystemet, normalt kun få kilometer store, og består hovedsageligt af flygtige stoffer (is). Deres baner er meget excentriske , typisk med perihelium inden for banerne for de indre planeter og aphelion langt ud over Pluto. Da kometen kommer ind i det indre solsystem og nærmer sig Solen, begynder dens iskolde overflade at fordampe og ionisere , hvilket skaber koma , en lang sky af gas og støv, der ofte er synlig fra Jorden for det blotte øje .
Kortperiodekometer har en periode på mindre end 200 år. Perioden for langtidskometer kan være tusinder af år. Kuiperbæltet menes at være kilden til kometer med kort periode, mens Oort-skyen menes at være kilden til langtidskometer, såsom kometen Hale-Bopp . Mange familier af kometer, såsom Kreutz Circumsolar Comet , blev dannet ved opløsningen af et enkelt legeme [96] . Nogle kometer med hyperbolske kredsløb kan være uden for solsystemet, men det er svært at bestemme deres nøjagtige kredsløb [97] . Gamle kometer, som allerede har fordampet de fleste af deres flygtige stoffer, klassificeres ofte som asteroider [98] .
KentaurerKentaurer er iskolde kometlignende objekter med en banehalvdel-hovedakse, der er større end Jupiters (5,5 AU) og mindre end Neptuns (30 AU) . Den største kendte kentaur, Chariklo , har en diameter på cirka 250 km [99] . Den første opdagede kentaur, Chiron , er også klassificeret som en komet (95P) på grund af det faktum, at når den nærmer sig Solen, går den i koma, ligesom kometer [100] .
Trans-neptunske objekterRummet hinsides Neptun, eller den "trans-neptunske objektregion", er stadig stort set uudforsket. Formentlig indeholder den kun små kroppe, hovedsagelig bestående af sten og is. Denne region er nogle gange også inkluderet i det "ydre solsystem", selvom dette udtryk oftere bruges til at henvise til rummet bagved asteroidebæltet og op til Neptuns kredsløb.
KuiperbæltetKuiperbæltet, et område med relikvier fra dannelsen af solsystemet, er et stort affaldsbælte, der ligner asteroidebæltet, men består hovedsageligt af is [101] . Strækker sig mellem 30 og 55 AU. fra solen. Består primært af små solsystemlegemer, men mange af de største Kuiperbælteobjekter, såsom Quaoar , Varuna og Orcus , kan omklassificeres som dværgplaneter, når deres parametre er forfinet. Det anslås, at mere end 100.000 Kuiperbælteobjekter har en diameter større end 50 km, men den samlede masse af bæltet er kun en tiendedel eller endda en hundrededel af Jordens masse [102] . Mange bælteobjekter har flere satellitter [103] , og de fleste objekter har baner uden for det ekliptiske plan [104] .
Kuiperbæltet kan groft opdeles i " klassiske " og resonansobjekter (hovedsageligt plutinoer ) [101] . Resonante objekter er i orbital resonans med Neptun (for eksempel ved at lave to rotationer for hver tredje rotation af Neptun eller én for hver to). Resonansobjekter tættest på Solen kan krydse Neptuns bane. Klassiske Kuiperbælteobjekter er ikke i orbital resonans med Neptun og er placeret i en afstand på ca. 39,4 til 47,7 AU. fra Solen [105] . Elementerne i det klassiske Kuiper-bælte er klassificeret som kubivano, fra indekset for det først opdagede objekt - (15760) 1992 QB 1 (" QB 1 " udtales "kew-bee-wan"); og har baner tæt på cirkulære med en lille hældningsvinkel til ekliptika [106] .
PlutoPluto er en dværgplanet og det største kendte Kuiperbælteobjekt. Efter dens opdagelse i 1930 blev den betragtet som den niende planet; situationen ændrede sig i 2006 med vedtagelsen af en formel definition af planeten. Pluto har en moderat orbital excentricitet med en hældning på 17 grader til ekliptikaplanet, og den nærmer sig derefter Solen i en afstand af 29,6 AU. , idet den er tættere på den end Neptun, så fjernes den med 49,3 a.u.
Situationen med den største satellit af Pluto - Charon er uklar : vil den fortsætte med at blive klassificeret som en satellit af Pluto, eller vil den blive omklassificeret som en dværgplanet. Da Pluto-Charon-systemets massecenter er uden for deres overflader, kan de betragtes som et binært planetsystem. Fire mindre måner - Nikta , Hydra , Kerberos og Styx - kredser om Pluto og Charon.
Pluto er i en 3:2 orbital resonans med Neptun - for hver tre omdrejninger af Neptun omkring Solen, er der to omdrejninger af Pluto, hele cyklussen tager 500 år. Kuiperbælteobjekter, hvis kredsløb har samme resonans, kaldes plutinos [107] .
FaroutFarout (Far) er et trans-neptunsk objekt beliggende i en afstand af 120 AU. fra solen . Opdaget i november 2018 af amerikanske astronomer ledet af Dr. Scott Sheppard fra Carnegie Institute of Science. Det er et af de fjerneste kendte objekter i solsystemet: det er ikke længere Kuiperbæltet , men det såkaldte spredte skiveområde . Farout er meget mindre end Pluto: dens diameter er omkring 500 km. Den har masse nok til, at tyngdekraften giver genstanden en sfærisk form. Alt dette gør det muligt for Distant at gøre krav på titlen som en dværgplanet [108] .
HaumeaHaumea er en dværgplanet . Den har en stærkt aflang form og en rotationsperiode omkring sin akse på omkring 4 timer. To måner og mindst otte andre trans-neptunske objekter er en del af Haumea-familien, som blev dannet for milliarder af år siden af iskolde affald efter en stor kollision knuste Haumeas iskolde kappe. Dværgplanetens bane har en stor hældning - 28 °.
MakemakeMakemake - oprindeligt betegnet som 2005 FY 9 , blev navngivet og erklæret en dværgplanet i 2008 [30] . Det er i øjeblikket den næststørste i Kuiperbæltet efter Pluto. Største kendte klassiske Kuiper-bælteobjekt (ikke i bekræftet resonans med Neptun). Den har en diameter på 50 til 75 % af Plutos diameter, en bane, der hælder 29° [109] , en excentricitet på omkring 0,16. Makemake har fundet én satellit: S/2015 (136472) 1 [110] .
Den spredte skive overlapper delvist Kuiperbæltet, men strækker sig meget længere ud over det og menes at være kilden til kortperiodekometer. Spredte skiveobjekter menes at være blevet kastet i uberegnelige baner af Neptuns gravitationspåvirkning under dens migration under den tidlige dannelse af solsystemet: en teori er baseret på antagelsen om, at Neptun og Uranus dannede sig tættere på Solen, end de er nu. , og flyttede derefter til deres moderne baner [111] [112] [113] . Mange spredte diskobjekter (SDO'er) har et perihelium i Kuiperbæltet, men deres aphelium kan strække sig så langt som 150 AU. fra solen. Objekternes kredsløb hælder også ret meget til ekliptikkens plan og er ofte næsten vinkelret på den. Nogle astronomer mener, at den spredte skive er en region af Kuiperbæltet og beskriver spredte skiveobjekter som "spredte Kuiperbælteobjekter" [114] . Nogle astronomer klassificerer også kentaurer som indvendigt spredte Kuiperbælteobjekter sammen med udadrettede skiveobjekter [115] .
ErisEris ( 68 AU i gennemsnit) er det største kendte spredte diskobjekt. Da dens diameter oprindeligt blev anslået til 2400 km, det vil sige mindst 5 % større end Pluto, gav dens opdagelse anledning til uenigheder om, hvad der præcist skulle kaldes en planet. Det er en af de største kendte dværgplaneter [116] . Eris har én satellit - Dysnomia . Ligesom Pluto er dens kredsløb ekstremt langstrakt med et perihelium på 38,2 AU. (omtrentlig afstand af Pluto fra Solen) og aphelion 97,6 AU. ; og kredsløbet er stærkt (44.177°) skråtstillet i forhold til ekliptikkens plan.
Spørgsmålet om præcis, hvor solsystemet slutter, og det interstellare rum begynder, er tvetydigt. To faktorer tages som nøgle i deres bestemmelse: solvinden og solgravitationen . Den ydre grænse for solvinden er heliopausen, ud over hvilken solvinden og det interstellare stof blandes, gensidigt opløses. Heliopausen er placeret omkring fire gange længere end Pluto og regnes for begyndelsen af det interstellare medium [48] . Det antages dog, at det område, hvor Solens tyngdekraft råder over den galaktiske, Hill-sfæren , strækker sig tusind gange længere [117] .
HeliosfærenDet interstellare medium i nærheden af solsystemet er ikke ensartet. Observationer viser, at Solen bevæger sig med en hastighed på omkring 25 km/s gennem den lokale interstellare sky og kan forlade den inden for de næste 10.000 år. Solvinden spiller en vigtig rolle i solsystemets interaktion med interstellart stof .
Vores planetsystem eksisterer i en ekstremt sjælden "atmosfære" af solvinden - en strøm af ladede partikler (hovedsageligt brint og heliumplasma ), der strømmer ud af solkoronaen med stor hastighed . Den gennemsnitlige hastighed af solvinden observeret på Jorden er 450 km/s . Denne hastighed overstiger udbredelseshastigheden af magnetohydrodynamiske bølger , og derfor opfører solvindens plasma sig på samme måde som en supersonisk gasstrøm, når den interagerer med forhindringer. Når den bevæger sig væk fra Solen, svækkes solvindens tæthed, og der kommer et punkt, hvor den ikke længere er i stand til at holde trykket fra interstellart stof. Under sammenstødet dannes flere overgangsregioner.
For det første aftager solvinden, bliver tættere, varmere og turbulent [118] . Øjeblikket for denne overgang kaldes chokbølgegrænsen ( engelsk termination shock ) og er placeret i en afstand på omkring 85-95 AU. fra Solen [118] (ifølge data modtaget fra rumstationerne Voyager 1 [119] og Voyager 2 [120] , som krydsede denne grænse i december 2004 og august 2007).
Efter omkring 40 a.u. solvinden kolliderer med interstellart stof og stopper til sidst. Denne grænse, der adskiller det interstellare medium fra stoffet i solsystemet, kaldes heliopausen [48] . I form ligner den en boble, langstrakt i retning modsat af solens bevægelse. Området i rummet afgrænset af heliopausen kaldes heliosfæren .
Ifølge Voyager -data viste chokbølgen fra sydsiden sig at være tættere på end fra nord (henholdsvis 73 og 85 astronomiske enheder). De nøjagtige årsager hertil er stadig ukendte; Ifølge de første antagelser kan heliopausens asymmetri være forårsaget af virkningen af supersvage magnetfelter i Galaksens interstellare rum [120] .
På den anden side af heliopausen, i en afstand på omkring 230 AU. fra Solen langs buechokket (buechokket) sker deceleration fra kosmiske hastigheder af interstellart stof, der falder ind i solsystemet [121] .
Intet rumfartøj er endnu dukket op fra heliopausen, så det er umuligt at vide med sikkerhed forholdene i den lokale interstellare sky . Voyagers forventes at passere heliopausen mellem cirka 2014 og 2027 og vil returnere værdifulde data om strålingsniveauer og solvinden [122] . Det er ikke klart nok, hvor godt heliosfæren beskytter solsystemet mod kosmiske stråler. Et NASA -finansieret hold udviklede konceptet med Vision Mission, og sendte en sonde til kanten af heliosfæren [123] [124] .
I juni 2011 blev det annonceret, at Voyager-forskning havde afsløret, at magnetfeltet ved kanten af solsystemet havde en skumlignende struktur. Dette skyldes, at magnetiseret stof og små rumobjekter danner lokale magnetfelter, som kan sammenlignes med bobler [125] .
Oort skyDen hypotetiske Oort-sky er en sfærisk sky af iskolde objekter (op til en billion ), der tjener som kilde til langtidskometer . Den estimerede afstand til Oort-skyens ydre grænser fra Solen er fra 50.000 AU. (ca. 0,75 lysår ) til 100.000 AU (1,5 lysår). Objekterne, der udgør skyen, menes at være dannet nær Solen og blev spredt langt ud i rummet af de gigantiske planeters gravitationseffekter tidligt i solsystemets udvikling. Oort-skyobjekter bevæger sig meget langsomt og kan opleve interaktioner, der ikke er typiske for systemets indre objekter: sjældne kollisioner med hinanden, gravitationspåvirkningen af en forbipasserende stjerne, virkningen af galaktiske tidevandskræfter [126] [127] . Der er også ubekræftede hypoteser om eksistensen ved den indre grænse af Oort-skyen (30 tusind AU) af gasgigantplaneten Tyche og muligvis enhver anden " Planeter X " i skyen, inklusive ifølge hypotesen om den udskudte femte gas gigant .
SednaSedna ( 525,86 AU i gennemsnit) er et stort, rødligt, Pluto -lignende objekt med en gigantisk, ekstremt langstrakt elliptisk bane, fra omkring 76 AU. ved perihelium op til 1000 AU ved aphelion og en periode på cirka 11.500 år. Michael Brown , som opdagede Sedna i 2003 , hævder, at den ikke kan være en del af en spredt skive eller Kuiper-bælte, fordi dens perihelium er for langt væk til at kunne forklares med indflydelsen fra Neptuns migration. Han og andre astronomer mener, at dette objekt er det første, der er blevet opdaget i en helt ny befolkning, som også kan omfatte objekt 2000 CR 105 med et perihelium på 45 AU. , aphelion 415 a.u. og en omløbsperiode på 3420 år [128] . Brown kalder denne befolkning for den "indre Oort-sky", fordi den sandsynligvis er dannet gennem en proces, der ligner den for Oort-skyen, selvom den er meget tættere på Solen [129] . Sedna kunne meget sandsynligt genkendes som en dværgplanet, hvis dens form blev bestemt pålideligt.
Meget af vores solsystem er stadig ukendt. Det anslås, at Solens tyngdefelt dominerer tyngdekraften fra de omgivende stjerner i en afstand af cirka to lysår (125.000 AU) . Til sammenligning placerer de lavere estimater for radius af Oort-skyen den ikke længere end 50.000 AU. [130] På trods af opdagelserne af objekter som Sedna, er området mellem Kuiperbæltet og Oort-skyen med en radius på titusindvis af AU stadig stort set uudforsket, meget mindre selve Oort-skyen, eller hvad der kan være bag den. Der er en ubekræftet hypotese om eksistensen i grænseområdet (ud over de ydre grænser af Oort-skyen) af satellitstjernen fra Solen Nemesis .
Undersøgelsen af området mellem Merkur og Solen fortsætter også og regner med påvisningen af hypotetisk mulige vulkanoide asteroider , selvom hypotesen om eksistensen af den store planet Vulcan dér er blevet tilbagevist [131] .
Alle parametre nedenfor, bortset fra tæthed, afstand fra Solen og satellitter, er angivet i forhold til lignende jorddata.
Planet ( dværgplanet ) | Diameter, relativ |
Vægt, relativ |
Orbital radius, a.u. | Omløbsperiode , jordår | Dag , relativt |
Densitet, kg/m³ | satellitter |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Merkur | 0,382 | 0,055 | 0,38 | 0,241 | 58,6 | 5427 | 0 |
Venus | 0,949 | 0,815 | 0,72 | 0,615 | 243 [132] | 5243 | 0 |
Jorden [133] | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 5515 | en |
Mars | 0,53 | 0,107 | 1,52 | 1,88 | 1.03 | 3933 | 2 |
Ceres | 0,074 | 0,00015 | 2,76 | 4.6 | 0,378 | 2161 | 0 |
Jupiter | 11.2 | 318 | 5,20 | 11,86 | 0,414 | 1326 | 80 |
Saturn | 9,41 | 95 | 9,54 | 29,46 | 0,426 | 687 | 83 |
Uranus | 3,98 | 14.6 | 19.22 | 84,01 | 0,718 [132] | 1270 | 27 |
Neptun | 3,81 | 17.2 | 30.06 | 164,79 | 0,671 | 1638 | fjorten |
Pluto | 0,186 | 0,0022 | 39,2 [134] | 248,09 | 6.387 [132] | 1860 | 5 |
Haumea | ~0,11 [135] | 0,00066 | 43 [134] | 281,1 | 0,163 | ~2600 | 2 |
Makemake | 0,116 | ~0,0005 [136] | 45,4 [134] | 306,28 | 0,324 | ~1700 [137] | en |
Eris | 0,182 | 0,0028 | 67,8 [134] | 558,04 | 1.1 | 2520 | en |
Ifølge den aktuelt accepterede hypotese begyndte dannelsen af solsystemet for omkring 4,6 milliarder år siden med gravitationskomprimeringen af en lille del af en gigantisk interstellar gas- og støvsky . Denne første sky var sandsynligvis flere lysår på tværs og var stamfader til flere stjerner [138] .
I komprimeringsprocessen faldt størrelsen af gas- og støvskyen, og på grund af loven om bevarelse af vinkelmomentum steg skyens rotationshastighed. Centret, hvor det meste af massen havde samlet sig, blev varmere og varmere end den omgivende skive [138] . På grund af rotationen afveg skyernes kompressionshastigheder parallelt og vinkelret på rotationsaksen, hvilket førte til udfladningen af skyen og dannelsen af en karakteristisk protoplanetarisk skive med en diameter på omkring 200 AU. [138] og en varm, tæt protostjerne i midten [139] . Solen menes at have været en T Tauri-stjerne på dette stadium i sin udvikling . Undersøgelser af T Tauri-stjerner viser, at de ofte er omgivet af protoplanetariske skiver med masser på 0,001-0,1 solmasser , hvor langt størstedelen af tågens masse er koncentreret direkte i stjernen [140] . Planeterne dannet ved tilvækst fra denne skive [141] .
Inden for 50 millioner år blev trykket og densiteten af brint i midten af protostjernen høj nok til at starte en termonuklear reaktion [142] . Temperatur, reaktionshastighed, tryk og tæthed steg, indtil hydrostatisk ligevægt blev nået med termisk energi, der modstod tyngdekraftens sammentrækning. På dette stadium blev Solen en fuldgyldig hovedsekvensstjerne [143] .
Solsystemet vil, så vidt vi ved i dag, vare indtil Solen begynder at udvikle sig uden for hovedsekvensen af Hertzsprung-Russell-diagrammet . Når Solen forbrænder sin forsyning af brintbrændstof, har den energi, der frigives til at understøtte kernen, en tendens til at blive opbrugt, hvilket får Solen til at skrumpe. Dette øger trykket i dens tarme og opvarmer kernen, hvilket accelererer brændstofforbrændingen. Som et resultat bliver Solen lysere med omkring ti procent hvert 1,1 milliard år [144] og vil blive yderligere 40 % lysere i løbet af de næste 3,5 milliarder år [145] .
Omtrent 7 [146] Ga fra nu af vil brinten i solkernen blive fuldstændigt omdannet til helium , hvilket afslutter hovedsekvensfasen ; Solen vil blive en underkæmpe [146] . Om yderligere 600 millioner år vil de ydre lag af Solen udvide sig med omkring 260 gange i forhold til de nuværende størrelser - Solen vil overgå til stadiet af en rød kæmpe [147] . På grund af det ekstremt øgede overfladeareal vil det være meget køligere, end når det er på hovedsekvensen (2600 K) [147] . Ved at udvide sig dramatisk forventes Solen at opsluge de nærliggende planeter Merkur og Venus [148] . Jorden kan undslippe absorption af de ydre solskaller [145] men bliver fuldstændig livløs, da den beboelige zone skifter til de ydre kanter af solsystemet [149] .
I sidste ende, som et resultat af udviklingen af termiske ustabiliteter [147] [149] , vil de ydre lag af Solen blive kastet ud i det omgivende rum og danne en planetarisk tåge , i hvis centrum kun en lille stjernekerne vil blive tilbage - en hvid dværg , et usædvanligt tæt objekt halvdelen af Solens begyndelsesmasse, men kun på størrelse med Jorden [146] . Denne tåge vil returnere noget af det materiale, der dannede Solen, til det interstellare medium.
Det er i øjeblikket uklart , om solsystemet er stabilt . Det kan påvises, at hvis det er ustabilt, så er systemets karakteristiske henfaldstid meget lang [150] .
Den kendsgerning, at en person blev tvunget til at observere himmellegemernes bevægelser fra jordens overflade, der roterede rundt om sin akse og bevægede sig i kredsløb, forhindrede i mange århundreder forståelsen af solsystemets struktur. Solens og planeternes synlige bevægelser blev opfattet som deres sande bevægelser rundt om den ubevægelige Jord.
Følgende objekter i solsystemet kan observeres med det blotte øje fra Jorden:
Med det blotte øje kan du også observere meteorer , som ikke så meget er solsystemets kroppe som optiske atmosfæriske fænomener forårsaget af meteoroider .
Med en kikkert eller et lille optisk teleskop kan du se:
Med tilstrækkelig forstørrelse i et optisk teleskop observeres følgende:
Også i et optisk teleskop kan man af og til observere kortvarige månefænomener og Merkurs og Venus ' passage hen over solskiven.
Et optisk teleskop med et H α - filter kan observere solens kromosfære .
I lang tid var den geocentriske model dominerende, ifølge hvilken den ubevægelige Jord hviler i universets centrum, og alle himmellegemer bevæger sig rundt om den ifølge ret komplekse love. Dette system blev mest fuldt udviklet af den gamle matematiker og astronom Claudius Ptolemæus og gjorde det muligt at beskrive stjernernes observerede bevægelser med meget høj nøjagtighed.
Det vigtigste gennembrud i forståelsen af solsystemets sande struktur fandt sted i det 16. århundrede, da den store polske astronom Nicolaus Copernicus udviklede verdens heliocentriske system [152] . Det var baseret på følgende udsagn:
Solen i det heliocentriske system er ophørt med at blive betragtet som en planet, ligesom månen , der er jordens satellit . Snart blev 4 Jupiters satellitter opdaget , på grund af hvilke Jordens eksklusive position i solsystemet blev afskaffet. Den teoretiske beskrivelse af planeternes bevægelse blev mulig efter opdagelsen af Keplers love i begyndelsen af det 17. århundrede , og med formuleringen af tyngdelovene , en kvantitativ beskrivelse af planeternes bevægelse, deres satellitter og små kroppe. blev sat på et pålideligt grundlag.
I 1672 bestemte Giovanni Cassini og Jean Richet parallaksen og afstanden til Mars , hvilket gjorde det muligt at beregne en ret nøjagtig værdi af den astronomiske enhed i terrestriske afstandsenheder .
Historien om professionel undersøgelse af solsystemets sammensætning begyndte i 1610, da Galileo Galilei opdagede de 4 største Jupiters satellitter i sit teleskop [153] . Denne opdagelse var et af beviserne på rigtigheden af det heliocentriske system. I 1655 opdagede Christian Huygens Titan, Saturns største måne [154] . Indtil slutningen af det 17. århundrede opdagede Cassini yderligere 4 Saturns måner [155] [156] .
Det XVIII århundrede var præget af en vigtig begivenhed inden for astronomi - for første gang ved hjælp af et teleskop blev den hidtil ukendte planet Uranus opdaget [157] . Snart opdagede J. Herschel, opdageren af den nye planet, 2 satellitter af Uranus og 2 satellitter af Saturn [158] [159] .
Det 19. århundrede begyndte med en ny astronomisk opdagelse - det første planetlignende objekt blev opdaget - asteroiden Ceres , i 2006 overført til rang som en dværgplanet. Og i 1846 blev den ottende planet, Neptun, opdaget. Neptun blev opdaget "på spidsen af en pen", det vil sige først forudsagt teoretisk, og derefter opdaget gennem et teleskop og uafhængigt af hinanden i England og Frankrig [160] [161] [162] .
I 1930 opdagede Clyde Tombaugh (USA) Pluto, udnævnt til den niende planet i solsystemet. Men i 2006 mistede Pluto sin planetariske status og "blev" en dværgplanet [163] .
I anden halvdel af det 20. århundrede blev mange store og meget små satellitter af Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto opdaget [164] [165] [166] [167] . Den vigtigste rolle i denne række af videnskabelige opdagelser blev spillet af Voyagers missioner - den amerikanske AMS .
Ved overgangen til XX-XXI århundreder blev en række små kroppe af solsystemet opdaget, herunder dværgplaneter, plutinoer samt satellitter af nogle af dem og satellitter af gigantiske planeter.
Instrumentelle og beregningsmæssige søgninger efter trans-neptunske planeter , herunder hypotetiske, fortsætter.
Fra 2013 til 2019 analyserede forskere en stor mængde data om kilder til infrarød stråling og fandt 316 mindre planeter, hvoraf 139 er nye [168] .
Den praktiske betydning af kolonisering skyldes behovet for at sikre menneskehedens normale eksistens og udvikling. Over tid kan væksten i jordens befolkning, miljømæssige og klimatiske ændringer skabe en situation, hvor manglen på beboeligt territorium vil true jordens civilisations fortsatte eksistens og udvikling. Også menneskelig aktivitet kan føre til behovet for at befolke andre objekter i solsystemet: den økonomiske eller geopolitiske situation på planeten; en global katastrofe forårsaget af brugen af masseødelæggelsesvåben; udtømning af klodens naturressourcer mv.
Som en del af ideen om at kolonisere solsystemet er det nødvendigt at overveje det såkaldte. Terraforming ( lat. terra - jord og forma - udsigt) - transformation af de klimatiske forhold for en planet, satellit eller et andet kosmisk legeme for at skabe eller ændre atmosfæren, temperaturen og miljøforholdene til en tilstand, der er egnet til beboelse af landdyr og planter . I dag er dette problem hovedsageligt af teoretisk interesse, men i fremtiden kan det blive udviklet i praksis.
Mars og Månen betragtes primært som objekter, der er bedst egnede til bosættelse af kolonister fra Jorden [169] . De resterende objekter kan også transformeres til menneskelig beboelse, men dette vil være meget vanskeligere på grund af både de herskende forhold på disse planeter og en række andre faktorer (f.eks. fraværet af et magnetfelt, overdreven afsides beliggenhed eller nærhed til solen i tilfælde af Merkur). Når man koloniserer og terraformerer planeter, vil det være nødvendigt at tage følgende i betragtning: størrelsen af accelerationen af frit fald [170] , mængden af modtaget solenergi [171] , tilstedeværelsen af vand [170] , niveauet af stråling (strålingsbaggrund) [172] , overfladens beskaffenhed, graden af trussel om en kollision af planeten med asteroide og andre små kroppe i solsystemet.
Solsystemet er en del af Mælkevejen - en spiralgalakse med en diameter på omkring 30 tusind parsecs (eller 100 tusinde lysår ) og bestående af cirka 200 milliarder stjerner [173] . Solsystemet er placeret nær symmetriplanet for den galaktiske skive (20-25 parsec højere, dvs. nord for det), i en afstand på omkring 8 tusinde parsecs (27 tusinde lysår) [174] fra det galaktiske centrum (praktisk talt i lige stor afstand fra centrum af galaksen og dens kant), i udkanten af Orion-armen [175] - en af de lokale galaktiske arme , placeret mellem Skyttens og Perseus' arme fra Mælkevejen.
Solen kredser om det galaktiske centrum i en boksbane med en hastighed på omkring 254 km/s [176] [177] (opdateret i 2009) og fuldender en komplet omdrejning på omkring 230 millioner år [11] . Denne tidsperiode kaldes det galaktiske år [11] . Ud over cirkulær bevægelse langs kredsløbet udfører solsystemet lodrette svingninger i forhold til det galaktiske plan, krydser det hvert 30.-35. million år og befinder sig på den nordlige eller sydlige galaktiske halvkugle [178] [179] [180] . Solens apex (retningen af Solens hastighedsvektor i forhold til det interstellare rum) er placeret i stjernebilledet Hercules sydvest for den klare stjerne Vega [181] .
Accelerationen af solsystemet fører til en systematisk egenbevægelse af fjerne ekstragalaktiske kilder (på grund af ændringen i deres aberration med ændringen i solsystemets hastighed); egenbevægelse er rettet langs accelerationsvektoren og er maksimal for kilder observeret i et plan vinkelret på denne vektor. Denne fordeling af korrekte bevægelser hen over himlen med en amplitude svarende til 5,05 (35) buemikrosekunder om året blev målt i 2020 af Gaia -samarbejdet . Den tilsvarende accelerationsvektor er 2,32(16)⋅10 −10 m/s² (eller 7,33(51) km/s pr. million år) i absolut værdi; den er rettet til et punkt med ækvatorialkoordinater α = (269,1 ± 5,4)° , δ = (−31,6 ± 4,1)° , beliggende i stjernebilledet Skytten. Hoveddelen af accelerationen er centripetalacceleration langs radius til galaksens centrum ( w R = −6,98(12) km/s pr. million år); accelerationskomponenten rettet mod det galaktiske plan er lig med w z = −0,15(3) km/s pr. million år. Den tredje komponent af accelerationsvektoren, rettet i planet for den galaktiske ækvator vinkelret på retningen til galaksens centrum, er tæt på observationsfejlen ( w φ = +0,06(5) km/s pr. million år) [ 182] .
Placeringen af solsystemet i galaksen påvirker sandsynligvis udviklingen af livet på Jorden. Solsystemets kredsløb er næsten cirkulært, og hastigheden er omtrent lig med spiralarmenes hastighed, hvilket betyder, at den passerer gennem dem ekstremt sjældent. Dette giver Jorden lange perioder med interstellar stabilitet for udvikling af liv, da spiralarme har en betydelig koncentration af potentielt farlige supernovaer [183] . Solsystemet er også i betydelig afstand fra de stjernefyldte kvarterer i det galaktiske center. Tæt på midten kan tyngdekraftens påvirkninger fra nabostjerner forstyrre Oort-skyobjekterne og sende mange kometer ind i det indre solsystem, hvilket forårsager kollisioner med katastrofale konsekvenser for livet på Jorden. Intens stråling fra det galaktiske center kunne også påvirke udviklingen af højt organiseret liv [183] . Nogle videnskabsmænd antager, at på trods af solsystemets gunstige placering, selv i løbet af de sidste 35.000 år, er livet på Jorden blevet påvirket af supernovaer, som kunne udsende radioaktive støvpartikler og store kometlignende objekter [184] .
Ifølge beregninger fra videnskabsmænd fra Institute of Computational Cosmology ved Durham University vil den store magellanske sky om 2 milliarder år kollidere med Mælkevejen, som et resultat af hvilket solsystemet kan blive skubbet ud af vores galakse ind i det intergalaktiske rum [ 185] [186] [187] .
Det umiddelbare galaktiske kvarter i solsystemet er kendt som den lokale interstellare sky . Dette er et tættere udsnit af området for forkælet gas.Den lokale boble er et hulrum i det interstellare medium med en længde på omkring 300 sv. år, formet som et timeglas. Boblen er fyldt med højtemperaturplasma; dette giver grund til at tro, at boblen blev dannet som et resultat af eksplosioner af flere nyere supernovaer [188] .
Inden for ti St. år (95 billioner km) fra Solen er der relativt få stjerner .
Tættest på Solen er det tredobbelte stjernesystem Alpha Centauri , i en afstand på omkring 4,3 sv. årets. Alpha Centauri A og B er et tæt binært system med komponenter tæt på Solen. Den lille røde dværg Alpha Centauri C (også kendt som Proxima Centauri ) kredser om dem i en afstand af 0,2 ly. år, og er i øjeblikket noget tættere på os end parret A og B. Proxima har en exoplanet: Proxima Centauri b .
De næstnærmeste stjerner er de røde dværge Barnard's Star (5,9 ly), Wolf 359 (7,8 ly) og Lalande 21185 (8,3 ly). Den største stjerne inden for ti lysår er Sirius (8,6 lysår), en lysstærk hovedsekvensstjerne med en masse på omkring to solmasser og en hvid dværg -ledsager kaldet Sirius B. De resterende systemer inden for ti lysår er de binære røde dværge Leuthen 726-8 (8,7 lysår) og en enkelt rød dværg Ross 154 (9,7 lysår) [189] . Det nærmeste brune dværgsystem , Luhmann 16 , er 6,59 lysår væk. Den nærmeste enkelt sollignende stjerne er Tau Ceti , i en afstand af 11,9 ly. årets. Dens masse er cirka 80 % af Solens masse, og dens lysstyrke er kun 60 % af Solens [190] .
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|
solsystem | |
---|---|
![]() | |
Central stjerne og planeter | |
dværgplaneter | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidater Sedna Orc Quaoar Pistol-pistol 2002 MS 4 |
Store satellitter | |
Satellitter / ringe | Jord / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidater Spækhugger quawara |
Først opdagede asteroider | |
Små kroppe | |
kunstige genstande | |
Hypotetiske objekter |
|
ydre rum | Jordens placering i det|
---|---|
Jorden → Solsystemet → Lokal interstellar sky → Lokal boble → Gould-bælte → Orionarm → Mælkevejen → Mælkevejens undergruppe → Lokal gruppe → Lokale blade → Lokale superklynge af galakser → Laniakea → Fiskene-Cetus- superklyngekomplekset → Hubble-volumen → Metagalakse → ? multivers | |
Tegnet " → " betyder "inkluderet i" eller "er en del af" |
atmosfærer | |
---|---|
Atmosfærer af stjerner | Sol |
planetariske atmosfærer | |
Atmosfærer af satellitter | |
dværgplaneter | |
exoplaneter | |
se også |
solsystemmodeller _ | |
---|---|
Modeller |
|
Enheder | |
Relaterede |
|