Лекция по астрономии «Планеты Солнечной системы»

Заказать работу

Лекция по астрономии «Планеты Солнечной системы»

Астрономия от физики отличается главным образом методами: в физике можно потрогать объект, в астрономии нет. Нельзя поставить опыты на Вселенной, раз она в ед. экземпляре.

Уран открыли 1781 году. За ней последовал Нептун, который открыли сначала на бумаге: Джон Адамс из Оксфорда и Жан Жозеф Леверье из Парижа взялись объяснить неравномерности движения Урана наличием еще одной, неизвестной планеты. К несчастью, оба потерпели фиаско. Леверье на все наплевал и написал в Берлинскую обсерваторию директору Энке, тот подумал «а почему бы и не проверить?». К тому времени в Берлинской обсерватории была возможность изучать ранее неизведанные части неба. Вместе с ассистентом он открыл Нептун – его диск был виден. Впоследствии астроном, которого Адамс попросил искать планету, отнесся к этому довольно скептически и потому вел наблюдения пренебрежительно и после открытия рвал на себе волосы.

Тем не менее, неравномерности движения Урана не компенсировало то, что был найден Нептун. Все же оставались еще какие-то неувязки. Взяться за поиски новой планеты решил Лавел – богатый человек, построивший на свои деньги обсерваторию. В 1930 году была открыта новая планета. Массу этой новой планеты – Плутона – смогли определить не сразу, сначала нашли ее спутник. Как оказалось, масса ее была совершенно ничтожной. Плутон никак не мог производить возмущения в движении Урана. Вообще говоря, никаких возмущений в движении Урана и не было – предсказанные положения были не точными. Орбита Плутона наклонена к эклиптике на 17 градусов, кроме того, его орбита сильно вытянута. А еще он сильнее, чем остальные планеты, приближался к Солнцу.

В начале 21 века был совершен прорыв в исследовании небесных тел: научились гнуть зеркало в телескопе согласно атмосферным возмущениям: зеркала двигаются как по рельсам и корректируют свет. Второй прорыв – возможность фиксирования отдельных квантов света без необходимости ждать, пока изображение не проявится на фото. Кроме того, были внедрены компьютерные технологии. Все это привело к тому, что было открыто множество небесных тел, в том числе и за орбитой Плутона, некоторые из которых, как оказалось, вообще превышают его по массе.

Планета – это небесное тело, которое обращается вокруг Солнце, оно достаточно тяжелое, чтобы достичь изостатической компенсации (тяжелой, чтобы принять сферическую форму), и на соседней с ней орбите не должно быть тел сравнительных с ней размеров (т.е. доминирует на своей орбите). Плутон пролетел с третьей частью определения, поэтому теперь в Солнечной системе официально 8 планет.

Плутон был отнесен к карликовым планетам. Туда же отнесли Цереру, которую открыл Пиарци. Примечательно, что он наблюдал её несколько дней, но потом заболел. А потом после возобновления уже не смог ее найти. Тогда он написал Гауссу с просьбой помочь. Впоследствии Гаусс опубликовал знаменитый метод определения небесного тела по 3-м наблюдениям.

На конференции было принять разделить все небесные тела Солнечной на 3 типа: планеты (большие планеты), карликовые планеты и малые небесные тела. Астероиды из астероидного пояса причислены к последней группе. Их там по меньшей мере 500 000. Интересно, что фантасты складывают о поясе неверное представление: если летать между астероидами, то соседних мы не увидим. Была теория о том, что изначально это была планета. На самом деле это не так: общая масса всех астероидов не составляет и 1/10 массы Земли. Этот пояс помимо прочего отделяет похожие планеты от непохожих: Земля, Венера, Меркурий и Марс имеют много общего, но резко отличаются от газовых гигантов, лежащих по другую сторону Астероидного пояса.

Есть еще один пояс – пояс Койпера. Он начинается от Нептуна и дальше по Системе. В ней есть интересная планета – Седна. Период ее обращения составляет несколько тысяч лет, и ее орбита сильно вытянута. Нашли ее только потому, что в перигелии она подходит близко к планетным орбитам. В офелий же ее орбита очень вытянута.

Большая часть комет пролетала возле Солнца лишь один раз, их орбиты разомкнуты – гиперболы или параболы. Каждый год комет открывают несколько десятков. Берутся они из гипотетического облака Оорта, которое открыл Ян Оорт. Оно представляет собой сферическую оболочку и простирается около 100 000 а.е.м. (почти на полпути до ближайшей к нам звезды). Движутся они почти по круговым орбитам, многие миллионы лет совершая один оборот вокруг Солнца. Оорт предположил, что в облаке около 1 млрд. астероидов, при подлете к звезде становящихся кометой. Плотность облака невелика, от одного до другого может быть 1000 а.е.м. Время от времени происходят неприятные события: звезды, проходящие возле этого облака, возмущают орбиты комет, и какая-то их часть улетает в межзвездное пространство, а другие – в нашу сторону, сокращая перигелий до такой степени, что пролетают в Солнечную систему.

 

Планеты земной группы.

Венера обращается вокруг Солнца быстрее, чем вокруг своей оси. За 243 сутки (звездные сутки) совершается один оборот. Меркурий делает оборот вокруг своей оси за 59 суток.

Похожесть планет земной группы между собой. Это дало основания предположить, что они похожи и по строению. Кстати, данные о строении Земли до сих пор не подтверждены – они получены сейсмически. О Земле точно можно сказать, что у нее есть твердое ядро, состоящее по большей части из железа с примесью никеля, диаметр – около 1000 км. Его окружает жидкое ядро, состав примерно тот же, диаметр – 2200 км. Далее идет мантия, состоящая из кремния, магния и кислорода (в виде соединений). Мантия простирается вплоть до самой коры: толщина в морях 10-15 км, и до 40 км на суше. О наличии жидкого ядра говорит еще и тот факт, что магнитная стрелка компаса отклоняется, и раз у Земли есть магнитное поле, то должен быть и ток. Вещество в жидком ядре движется, порождая магнитное поле. А еще они порождают «болтание» Земли на своей оси.

О других планетах мы не знаем и этого, но можно предположить, что строение похоже. У Меркурия, например, также предполагается наличие жидкого ядра, а вот у Луны его точно нет.

Меркурий. Примечателен тем, что орбита его вращения ведет себя странным образом: она не только вращается (как и у всех планет), но и сильно смещается. Часть этого объясняется притяжением других планет, а другая часть – 43 секунды в столетие – теорией Леверье, открывшего эту странность, не объясняется. Причину он искал в возможной планете между Солнцем и Меркурием (он назвал ее Вулканом). Поиски ничего не дали, а потом сам Леверье опроверг свою гипотезу. Вторым выходом было поправить закон всемирного тяготения, и отчасти оно оказалось верным: в 1916 году Эйнштейн вычислил из своей теории два эффекта: отклонение света звезд в поле тяготения Солнца и смещение перигелия.
С Земли Меркурий практически не виден, это можно заметить только тогда, когда он дальше всего отстоит от Солнца (речь об угловом расстоянии): в любом из возможных случаев мы видим только его часть. Отправить орбитальную станцию к нему тоже трудно: нужно было очень сильно гасить орбитальную скорость Земли, чтобы «загнуть» орбиту. «Маринеру» удалось пролететь мимо Меркурия 3 раза: в марте 74 года, в сентябре того же года и в марте 75 года. Наименьшее сближение составило 375 км. (второй пролет был 48 000 км). Что важно, Маринер сделал снимки в цвете (камера была черно-белой, но снимки были сделаны в трех цветофильтрах). Температура скачет: на ночной стороне до –170 градусов, на солнечной +400 градусов и больше.

В 1911г. Америкой был запущен аппарат «Месенджер». Целью его было изучить Меркурий. Он до сих пор находится на орбите Меркурия. Рельеф, как у Луны, формируется не геологическими процессами. Меркурий остыл не до конца, жидкое ядро у него все же есть. Интересная деталь: на одном из снимков: эскарп (уступ) проходит недалеко от одного из кратеров, и это явный признак тектонической активности.

 

Венера. Вся сплошь покрытая облаками, эта планета на самом деле не так гостеприимна, как предполагалось. У поверхности давление составляет около 90 бар (атмосфер Земли) и около 500 градусов Цельсия. Сернокислотная атмосфера настолько плотна, что парашютная система первых венерианских кораблей сильнее нужного тормозила их спуск. Грунт похож на земной песок. Попытка выяснить химический состав провалилась, пробник показал, что это почти полностью алюминий. Первый, кто понял, что это за алюминий – академик Мстислав Кельш. Он предположил, что мы измерили химический состав не Венеры, а крышки аппарата, в который попал датчик. На самом же деле там есть породы, напоминающие наши базальт (преимущ. из кремния). Позже благодаря аппарату камеры «Венеры-13» были получены цветные панорамные снимки. Только в 2000-е годы институт космических исследований передал снимки в НАСА, которые исправили перспективные искажения. Оказалось, что там изображен темный песок, камни, горы, провалы и т.д. – обычная каменистая пустыня. В земны облаках, кстати, тоже есть капельки серной кислоты.

Аппарат приземлился лишь в одном месте, а нужно было выяснить, что кроме пустыни еще есть на Венере. Оптически это сделать не считалось возможным, поэтому поверхность изучали радиолокационным обзором. Оказалось, что там есть горы, вулканы, с потоками, напоминающими лаву. Поверхность Венеры разогревается еще и тем, что ИК-лучи, излучаемые поверхностью, из-за плотной атмосферы не вылетают в космос, а остаются на планете.

Всю венерианскую программу по научной части в СССР курировал Леонид Васильевич Сонфамалити. Он рассматривал панорамы Венеры много лет. Американы не только оцифровали снимки, они еще убрали помехи, поэтому у ученого был достаточно качественный материал. Он обнаружил, что камешки меняют форму и перемещаются с места на место.

Марс. Он меньше Земли, атмосфера так же состоит из углекислого газа, но давление ее вблизи поверхности где-то в 100 раз ниже (на Венере, наоборот, в 100 раз выше). Днем температура может достигать +20 градусов. Из-за отсутствия озонового слоя позагорать тем не менее не выйдет – радиация сожжет живое существо. Джованни Скиапарелли в конце 19 века наблюдал Марс и отчетливо видел на нем почти прямые линии, которые он назвал каналами. После публикации этой информации другие астрономы внезапно тоже увидели каналы. Однако итальянское canal не означает искусственные структуры. Для Скиапарелли это были просто естественные образования. Как они могли образоваться? На Марсе есть полярные шапки, которые можно разглядеть даже в любительский телескоп в противостояние. Летом же шапки исчезают частично либо полностью. Выходит, вода все же есть, но она на полюсах. После пролета Маринера сразу стало ясно, что никаких каналов там нет. Цвет планеты обусловлен содержанием магнетита и пегматита – основные составляющие грунта.
Несмотря на слабую атмосферу, облака на Марсе все же есть. Долина Маринера – огромный каньон, структурно напоминающий Луну с тем лишь отличием, что в нём все смазано, нет ударных следов. Дело в эрозии: песчаные бури Марса могли бы занести целые континенты на Земле.
На Марс отправлялись несколько экспедиций, две из них отправлялись для того чтобы найти на нем органическую жизнь. Данные, полученные при этом, нельзя интерпретировать однозначно: они могли быть следствием как жизнедеятельностью живых организмов, так и естественных процессов, не связанных с органикой.

На Марсе есть русла. Одна из гипотез состоит в том, что все это улетучилось: у Марса слабая гравитация и слабая атмосфера. Вода появилась на Марсе не сразу, у него возникла воздушная оболочка, а затем и водная.
При раскопках было обнаружено странное белое вещество, сильно напоминающее лёд. При эксперименте установить это не удалось. Была попытка раскопать что-нибудь на шапках. Этим в 1994 году занялся аппарат «Бигль-2», названный так в честь корабля, на котором совершил свое знаменитое путешествие Чарльз Дарвин.

Источник: портал www.KazEdu.kz

Другие материалы

  • Биографии астрономов
  • ... дрейфующей научной станции "Северный полюс-1" (1937), за что ему было присвоено звание Героя Советского Союза. В области астрономии Шмидт во главе коллектива ученых разработал космогоническую теорию "холодного" образования Земли и других планет Солнечной системы из газопылевого ...

  • Лекции по физике
  • ... согласии с теорией Френеля, что угол аберрации для наполненной трубы остается таким же, как и для пустой. Как свидетельствует Майкельсон, “внимание физиков впервые было обращено на влияние действия среды на скорость света в связи с опытом Эйри”. Изложим теперь, следуя Лоренцу, рассуждение Френеля ...

  • Спутники планет
  • ... выделяется Ганимед, который по размеру (свыше 5 тыс. км.) является, вероятно, самым большим из всех спутников планет Солнечной системы. С космического корабля "Пионер-10" было получено изображение поверхности Ганимеда. На снимке отчетливо видны яркая полярная шапка и пятна. На основании ...

  • Основные понятия космической геодезии и астрономии
  • ... орбиты комет, Луны, спутников планет, компонентов двойных звёзд, Солнца в Галактике и др. небесных тел. МЕТОДЫ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕОДЕЗИИ Основным методом космической геодезии является одновременное наблюдение спутника с наземных пунктов. При этом измеряются самые разнообразные параметры ...

  • Астрономия
  • ... и здороваются, то холодно и без уважения. Такая ситуация противоестественна, ибо Космос один и наука о нем должна быть едина... Вопрос о слиянии астрономии и астрологии невозможно рассматривать вне представления о синтезе всех наук, а если смотреть еще шире — вне концепции синтеза науки и религии. ...

  • Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии
  • ... критерия истинности. Современная научная картина мира отличается от классической тем, что новая картина мира, которая формируется, должна обрести универсальный язык, адекватный Природе[2]. 3. В ЧЕМ СОСТОИТ ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА И КАКОВА ЕГО РОЛЬ В ИССЛЕДОВАНИИ ЗВЕЗД, ВСЕЛЕННОЙ В 1842 г. австрийский ...

  • Устойчивость солнечной системы
  • ... лишь в первом приближении, что оказалось явно недостаточно. Необходимо заметить, что все эти работы по определению устойчивости Солнечной системы были бы невозможными без кропотливого многолетнего труда астрономов и математиков по определению эволюции планетных орбит на протяжении нескольких сотен ...

  • Естествознание в системе научного знания
  • ... (философии), также произошла дифференциация самого научного знания. В нем выделились математика, физика, география, основы биологии и медицинской науки На этой стадии древнегреческой натурфилософии были заложены основы многих современных теорий и отраслей естествознания, сформулирован стиль ...

  • Лекции по Культуре
  • ... рас- писаны бытовыми сюжетами.На Крите 1500 лет не было войн,что спо- собствовало развитию торговли. Архитектура период Крито-Микенской культуры была удиви- тельной,но отнюдь не прекрасной.Главной культурной ценностью это- го периода были фрески и рельефы.В живописи не было никаких кано- нов, ...

  • Курс лекций по философии (СПбГУ)
  • ... лекций, Политика, Риторика,и сохранившаяся частично Поэтика. Огромный труд Аристотеля о государственном устройстве различных городов-государств полностью утрачен, чудом найден почти полный текст входившей в него Афинской политии. Утрачены и несколько трактатов на исторические темы. Философия ...

  • Философия. Лекции
  • ... чувственных вещей. По Платону душа человека вечна, до рождения она пребывает в запредельном мире. Чанышев ” Курс лекций по философии”. Философская система Аристотеля. Философия в Греции достигла наивысшего расцвета. Созданная Аристотелем наука носит ...... характер. Аристотель объединил все ...

  • Концепции современного естествознания
  • ... континуум – неразрывная связь пространства и времени и их зависимость от системы отсчета. Тема 11. Основные концепции химии   1. Химия как наука, ее предмет и проблемы Важнейшим разделом современного естествознания является химия. Она играет большую роль в решении наиболее актуальных ...

  • Развитие представлений о Вселенной
  • ... , каких только может пожелать себе человек науки. Каждый день, каждая неделя несли что-нибудь новое… Все прежние представления о Вселенной рушились, все библейские рассказы о сотворении мира становились сказками. Вот Галилей направляет телескоп на Луну и видит не эфирное светило из легких газов, ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info