Солнечная система. Химический состав вещества во Вселенной

Все, что входит в сферу притяжения Солнца, составляет Солнечную систему. Возраст Солнца и всех тел Солнечной системы оценивается в 4,6 млрд. лет, а возраст Вселенной по последним данным – 13,7 млрд. световых лет. Температура внутри Солнца достигает 15 млн. градусов по Кельвину, а температура поверхности Солнца – 5806К. Мощность излучения Солнца составляет 3,86х10⁴⁰ Дж/с. До Земли доходит только одна двухмиллиардная часть. Солнце движется среди звезд справа налево. Его путь называют эклиптикой. В Солнечной системе расстояние измеряется в астрономических единицах (а.е.). Одна а.е. – это среднее расстояние от Земли до Солнца. 1 а.е. = 149,6 млн км. Граница Солненчной системы четко определена. Она находится примерно на расстоянии в 100 тыс.раз больше, чем расстояние от Земли дол Солнца. На этой границе солнечное вещество взаимодействует с межзвездным веществом. Дальше – не попадает. Это и есть граница солнечной системы.

Солнце светится за счет энергии, выделяемой в термоядерной реакции превращения водорода в гелий, которая происходит в ядре Солнца. Все остальные объекты Солнечной системы светятся отраженным солнечным светом.

Вокруг Солнца по эллиптическим орбитам вращается 8 классических планет. По мере удаления от Солнца они расположены в следующей последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки, а Венера – по часовой. Сегодня к классическим планетам относят небесные тела, которые имеют достаточную массу для того, чтобы самогравитация превосходила твердотельные силы (твердотельные силы – это силы, которые выстраивают кристалическую решетку тела) ,в результате чего тело может принять гидростатически равновесную (близкую к сферической) форму. Кроме того, этот объект очищает окрестности своей орбиты, то есть рядом с планетой не должно быть других сравнимых с ней тел. Орбита классической планеты не должна пересекаться с орбитой предыдущей планеты. По второму и третьему параметру к классическим планетам не подходит Плутон. Поэтому он был исключен на последнем астрономическом съезде из числа классических планет. Его отнесли к карликовым планетам, предлагают назвать эти сильно удаленные от Солнца карликовые планеты Плутонами.

Первые четыре планеты называют планетами земного типа, а остальные четыре – планетами-гигантами.

Все планеты земной группы имеют твердые оболочки, в которых сосредоточена почти вся их масса Три из них (Венера Земля и Марс) обладают газовыми атмосферами Меркурий практически лишен атмосферы Только Земля имеет жидкую оболочку из воды - гидросферу, а также биосферу (результат прошлой и современной деятельности живых организмов). Огромное значение для Земли имеет наличие у нее магнитосферы. Могнитное поле Земли защищает нас от вещества Солнца. Солнце постоянно выбрасывает поток плазмы. Магнитное поле Земли отклоняет почти весь поток этой плазмы. Она оптекает нашу Землю и только потом, придя с другой стороны, попадает на Землою, вызывая полярное сияние.

Характеристики твердых оболочек планет относительно хорошо известны лишь у Земли. Как и у Земли, в твердых оболочках планет выделяют:

1 кору - самую внешнюю тонкую (10-100 км) твердую оболочку;

2 мантию - твердую и толстую (1000-3000 км) оболочку,
3. ядро.- наиболее плотная часть планетных недр

У Земли ядро, состоящее, скорее всего, из железа, подразделяется на внешнее (жидкое) и внутреннее (твердое), температура в центре Земли оценивается в 4000-5000 К. В земной коре наиболее распространены кислород и кремний

Наиболее распространенные элементы в твердом "теле" Земли -

Fe ( 3 4 ,6 %), О (2 9 , 5 %), Si (1 5 , 2 %) и Mg ( 1 2 , 7 %).

Основными источниками энергии в недрах планет являются радиоактивный распад элементов и гравитационная дифференциация (постепенное перераспределение вещества по глубине в соответствии с плотностью - тяжелые фрагменты тонут, легкие всплывают). Подобное перераспределение на Земле еще далеко не завершилось. Такие процессы влияют на земную кору, вызывая перемещения отдельных ее участков, деформацию, горообразование - тектонические и вулканические процессы Вулканические процессы связаны с тем, что в верхней мантии существуют небольшие области, где температура достаточна для плавления ее вещества Расплавленное вещество (магма), выдавливающееся вверх, прорывается через кору и происходит вулканическое извержение.

Планеты-гиганты обладают иным химическим составом. Юпитер и Сатурн содержат водород и гелий в той же пропорции, что и Солнце. Вероятно, другие элементы также содержатся в пропорциях, соответствующих солнечному составу.

Кроме планет в солнечную систему входят спутники планет. У разных планет их разное число, от 1 (например, Земля) до 16 (у Сатурна). Марс имеет два спутника – Фобос (страх) и Деймос (ужас).

К солнечной системе относятся кометы. Это небесные тела, которые движутся вокруг Солнца по сильно вытянутым элиптическим орбитам на больших расстояниях от Солнца. Поэтому они то видны с Земли, то не видны. На небе это светящиеся пятнышки овальной формы. Когда комета приближается к Солнцу, у нее появляется голова и хвост. Ядро (голова) кометы – это лед ,который состоит из замерзших газов и частиц пыли. Хвост – это улетучивающиеся из ядра под действие солнечных лучей молекулы газов и частиц пыли. Диаметр ядра от 0,5 до 50 км, а длина хвоста может достигать десятков миллионов километров.

К Солнечной системе относятся метеориты. Это малые тела, которые попадают в сферу притяжения Земли и поэтому падают на Землю. Большинство из них не достигает Земли, а сгорает в земной атмосфере. Различают железные и каменные метеориты.

К Солнечной системе относятся астероиды. Это тела неправильной формы, которые вращаются вокруг Солнца. На сегодня сохранился один пояс астероидов – между Марсом и Юпитером.

Кроме того, Солнечную систему пронизывают потоки элементарных частиц, различные поля, метеорная пыль.

Очень важным для понимания структуры и эволюции Вселенной является вопрос о химическом составе вещества во Вселенной.

При спектроскопическом исследовании астрономических объектов во всей доступной нам Вселенной обнаруживаются те же элементы, что и в земных условиях. Однако их распространенность во Вселенной иная, чем на Земле. Так, около 90% всех атомов во Вселенной - атомы водорода, около 10% - атомы гелия. И лишь на сотую долю процента приходятся все остальные химические элементы. Это так называемое белое вещество Вселенной. Сегодня астрофизики считают, что 95% вещества Вселенной – это так называемая черная материя .