лекция_13-Солнечная система

1. Планеталық жүйелер. Күн жүйесі.

Курмангалиева В.О.

2.

Планеталық жүйелер. Күн
жүйесі. Күн жүйесінің құрамы

3.

4.

Күн жүйесі
осыдан 4,57 млрд жыл бұрын газды-шаңды бұлттан пайда
болған. 8 планетадан және оның серіктерінен, ергежейлі
планеталар (Плутон, Макемаке, Хаумеа, Эрида және
Церера), астероидтар мен метеороидтардан, кометалар мен
ғарыш шаңынан тұрады.

5. Күн жүйесіндегі заңдылықтар

– Күн жүйесіндегі жалпы массаның 99.86% Күннің өзіне
тиесілі. Ал, қалған сегіз планета бұл жүйедегі салмақтың небәрі
0,14% құрайды.
– Барлық планеталар Күннің айналасында бір бағытта
айналады (Тек Шолпан мен Уран және Плутон кері бағытта
айналады).
– Күнге жақын орналасқан төрт ғаламшар (Меркурий,
Шолпан, Жер және Марс) негізінен металл мен тастан тұрады.
Оларды ғылымда «жер тәрізді ғаламшарлар» деп те атайды. Ал
қалған төрт планетаны алып планеталар деп атайды. – Жүйедегі
Юпитер мен Сатурн ең үлкен «газ алыптары» саналады. Бұл
ғаламшарлар сутегі мен гелийден құралған. Уран мен Нептунды
мұзды гиганттар деп атайды.

6.

8 планета мен Плутон және Айдың
физикалық сипаттамалары

7.

Күн жүйесінің құрылысы
Күн жүйесін шартты түрде екі негізгі аймаққа бөлуге
болады:
1. Ішкі аймақ: Бұл аймаққа Жер тобының планеталары
(Меркурий, Шолпан, Жер, Марс) жатады, олар негізінен
силикаттар мен металдардан тұрады. Марс пен Юпитердің
арасында Негізгі астероид белдеуі орналасқан.
2. Сыртқы аймақ: Бұл аймаққа алып планеталар (Юпитер,
Сатурн, Уран, Нептун) кіреді, олар негізінен газ бен мұздан
тұрады. Нептун орбитасынан тыс Койпер белдеуі орналасқан,
онда көптеген транснептундық нысандар мен қысқа
периодты кометалар бар. Одан да алысырақ ұзақ периодты
кометалардың шығу көзі болып саналатын гипотетикалық
Оорт бұлты орналасқан.

8.

9.

10.

11.

Меркурий - Күнге ең жақын орналасқан және Күн жүйесіндегі ең кіші
планета.
Меркурийдің негізгі сипаттамалары:
Орналасуы: Күнге ең жақын орналасқан бірінші планета. Ол орталық
жұлдыздан орта есеппен Жерге қарағанда 10 есе көп энергия алады. Күнге
бар болғаны ~58 млн км қашықтықта орналасқан.
Өлшемі: Күн жүйесіндегі ең кіші планета – диаметрі шамамен 4879 км. Ол
тіпті Ганимед және Титан сияқты серіктерден де кішікентай.
Беті: Меркурийдің беті Айдың бетін еске салады: ол күңгірт, құрғақ
және метеориттердің құлауынан пайда болған кратерлерге толы.
Температурасы: Күнге қараған бетінде +430°C-қа дейін қызады. Күннен тыс
бетінде –180°C-қа дейін суиды. Бұл алып температура айырмашылығы
атмосфераның жоқтығынан болады.
Жыл ұзақтығы: Меркурий Күнді небәрі 88 күнде бір айналып шығады.
Тәулігі: Өте баяу айналады - бір толық айналуы ~59 Жер тәулігіне тең. Күн
мен түннің ауысуы өте сирек болады.
Құрылысы: Меркурийдің темір ядросы өте үлкен - планета көлемінің
жартысына жуығын құрайды (шамамен барлық көлемінің 83 пайызын).
Тығыздығы жоғары, Жерден кейінгі ең тығыз планета.

12.

13.

14.

Шолпан - Күн жүйесіндегі Күннен алыстығы бойынша екінші планета. Өлшемі мен
құрылысы Жерге ұқсас болғандықтан оны жиі «Жердің егізі» деп атайды, дегенмен
оның бетіндегі жағдайлар өте қатал және тіршілікке жарамсыз.
Шолпанның негізгі ерекшеліктері:
Орналасуы және көрінуі: Шолпан аспанда Күн мен Айдан кейінгі ең жарық нысан
болып табылады, сондықтан оны аспапсыз көзбен оңай көруге болады. Бақылау
уақытына қарай оны «таңғы жұлдыз» немесе «кешкі жұлдыз» деп атайды.
Ең ыстық планета: Оның бетіндегі орташа температура шамамен +462 °C.
Тығыз атмосфера: Температурасының өте жоғары болуының себебі – өте тығыз
атмосферасы, ол азот қоспасы бар көмірқышқыл газынан (96%-дан астам) тұрады. Бұл
атмосфера күшті парниктік эффект тудырып, жылуды ұстап қалады.
Атмосфералық қысым: Шолпан бетінің қысымы Жердегіден 92 есе жоғары, бұл
мұхиттағы шамамен 900 метр тереңдіктегі су қысымымен тең.
Кері айналу: Шолпан өз осінен Күн жүйесіндегі көптеген басқа планеталардың
қозғалысына қарама-қарсы бағытта айналады (ретроградты айналу). Онда Күн
батыстан шығып, шығысқа батады.
Жылы мен тәулігінің арақатынасы: Шолпанда тәулік оның жылынан да ұзақ. 1
жылы (Күнді бір айналуы) 224,7 жер тәулігін, ал тәулігі (өз осін бір айналуы) шамамен
243 жер тәулігін құрайды.
Беті: Шолпанның беті күкірт қышқылы бұлттарынан тұратын қалың қабатпен
бүркелген. Радиолокациялық зерттеулер оның бетінде кең жанартаулық жазықтар мен
таулар бар екенін көрсетті.

15.

16.

Жер. Жалғыз серігі Ай.

17.

2 серігі бар

18.

Фобос

19.

Деймос

20.

Марс - Күн жүйесіндегі төртінші және адамзаттың ерекше қызығушылығын тудырған
планеталардың бірі. Оны көбіне «Қызыл планета» деп атайды, ол топырағында темір
оксидтерінің гидраттары - яғни тоттың (ржавчина) көп болуымен түсіндіріледі.
Осы бөлшектерден тұратын шаң бүкіл планетаны жұқа қабатпен жауып, тіпті
аспанды да қоңыр түске бояйды.
Өлшемі: Марс диаметрі бойынша Жерден шамамен екі есе кіші және массасы
бойынша 10 есе жеңіл.
Атмосферасы: Марстың атмосферасы өте сирек және негізінен көмірқышқыл
газынан (~95%) тұрады. Ол адам тыныс алуы үшін жарамсыз және Күн
радиациясы мен метеориттерден жеткілікті қорғаныс қамтамасыз етпейді.
Температурасы: Марс - өте суық планета, орташа температурасы шамамен –62 °C
(Түнде –120°C дейін суиды, күндіз +20°C шамасына дейін жылы болуы мүмкін).
Сирек атмосфера салдарынан күндіз бен түнде температура айырмашылығы
айтарлықтай үлкен.
Суы: Қазіргі кезде Марс суық әрі құрғақ шөл болып көрінсе де, терең каньондар
сияқты геологиялық деректер - оның бетінен бір кездері өзендер ағып, сұйық су
болғанын көрсетеді.
Рельефі: Марста Күн жүйесіндегі ең үлкен жанартау - Олимп тауы (Olympus Mons)
және алып каньондар жүйесі - Маринер аңғары (Valles Marineris) орналасқан.
Марстың жылы: 1 Жыл (Күнді толық айналуы) 687 жер тәулігіне созылады.
Марстың тәулігі: Марстың тәулігі, «сол» (латынның sol ) деп аталады, Жер
тәулігіне өте жақын және 24 сағат 39 минут 35 секундты құрайды.
Мерзімдері: Марстың өз осінен айналу еңісі Жерге ұқсас, бұл жыл мезгілдерінің ауысуын қамтамасыз
етеді, бірақ планетаның созылыңқы орбитасы салдарынан олардың ұзақтығы айтарлықтай өзгереді.

21.

22.

23.

Астероидтардың басты тізбегі

24.

Астероидтар - бұл көміртекті немесе металдық, ауа жоқ, пішіні әртүрлі ғарыш
денелері, олар Күннің айналасында айналады. Оларды көбінесе кішкентай
планеталар деп атайды. Астероидтар Күн жүйесінің шамамен 4,6 миллиард жыл
бұрын қалыптасуы кезінде қалған материалдардың қалдықтары болып
табылады және олар толыққанды планетаға айнала алмады.
Өлшемдері мен пішіні: Астероидтардың өлшемдері бірнеше метрден жүздеген
километрге дейін болады. Негізгі белдеудегі ең ірі нысан – Церера, ол сфералық
пішінді және ергежейлі планета ретінде жіктеледі. Көптеген астероидтар болса,
дөңгелек емес, көбіне "картоп тәрізді" пішінді болып келеді.
Құрамы және жіктелуі: Астероидтар олардың спектрлік қасиеттері мен
химиялық құрамына қарай жіктеледі:
- C класы (көміртекті астероидтар): Ең көп таралған тип (барлық
астероидтардың шамамен 75%). Олар қараңғы болып, негізінен силкат
тастарынан және көміртектен тұрады. Күн жүйесіндегі ең ежелгі нысандардың
бірі болып саналады.
- S класы (тасты/кремнийлі астероидтар): Барлық астероидтардың шамамен
17%-ын құрайды. Негізінен темір мен магний силкаттарынан тұрады.
- M класы (металлды астероидтар): Сирек кездеседі, негізінен никель мен
темірден тұрады.

25. Церера ергежейлі планетасы

26. Гаспра астероиды

27. Астероидтар

Веста астероиды, Церера ергежейлі планетасы, Ай

28.

29.

Юпитер — Күн жүйесіндегі ең ірі планета және газ алыптарының бірі. Ол өзінің
көлемі, салмағы, ерекшелікті бұлтты атмосферасы мен алып дауылдарымен белгілі.
Өлшемі мен массасы: Юпитердің диаметрі Жердікінен шамамен 11 есе үлкен,
ал массасы Жердікінен 318 есе артық. Юпитердің ішіне Жер өлшеміндегі 1300ден астам планета сия алады.
Құрамы: Юпитер негізінен сутектен (~90%) және гелийден (~10%) тұрады,
бұл оның құрамын Күнге ұқсас етеді. Юпитерде бізге таныс қатты бет жоқ;
атмосфера біртіндеп сұйық сутек мұхитына өтеді.
Атмосферасы мен ауа райы: Юпитердің атмосферасы күшті атмосфералық
ағындардан пайда болған түрлі-түсті бұлт жолақтарымен сипатталады. Бұл
қабаттарда тұрақты дауылдар, найзағайлар және полярлық жарықтар орын
алады.
Үлкен Қызыл Дақ: Юпитердің ең белгілі ерекшелігі - Үлкен Қызыл Дақ (Great
Red Spot), алып антициклон, Күн жүйесіндегі ең күшті және ұзақ өмір сүретін
дауыл. Ол 400 жылдан астам уақыт бойы байқалып келеді және өлшемі
бойынша екі-үш Жерді сыйдыра алады.
Жылдам айналу: Юпитер өз осінен барлық басқа планеталардан жылдам
айналады. Оның тәулігі шамамен 10 жер сағатына созылады, бұл планетаның
полюстерде қысқаруына және экваторда домалақтануына әкеледі.
Магнит өрісі: Планетаның өте күшті магнит өрісі бар және ол радиацияның
қуатты көзі болып табылады.
Сақиналары: Юпитерде сақина жүйесі бар, бірақ ол өте жұқа және негізінен
шаң бөлшектерінен тұрады, сондықтан Жерден оны көру мүмкін емес.

30.

Юпитердің серіктері
Юпитерде Күн жүйесіндегі ең көп серік бар - қазіргі уақытта олардың
саны - 95. Олардың төрт ірісі, Галилео Галилей ашқан (сол себепті Галилей
серіктері деп аталады), ғалымдар үшін ерекше қызығушылық тудырады:
Ио: Күн жүйесіндегі вулкан тәрізді ең белсенді нысан.
Еуропа: Оның мұзды бетінің астында үлкен сұйық мұхит болуы мүмкін, онда
өмірдің пайда болуы ықтимал деп есептеледі.
Ганимед: Күн жүйесіндегі ең ірі серік, тіпті Меркурий планетасынан да үлкен.
Каллисто: Беті ең ежелгі кратерлері өте көп серік.

31.

32.

Сатурн - Күннен кейінгі орналасқан жетінші планета, Юпитерден кейінгі екінші
ірі газ алыпы және, өзінің әсерлі сақиналар жүйесімен ең танымал планета.
Планетаның түрі: Газды алып, негізінен сутегі мен гелийден тұрады. Оның
қатты беті жоқ, атмосфера біртіндеп сұйық қабаттарға өтеді. Мүмкін,
планетаның ортасында қатты ядро орналасқан.
Өлшемі: Көлемі бойынша Сатурн Жерден 764 есе үлкен.
Тығыздығы: Сатурнның ерекше қасиеті - оның орташа тығыздығы судың
тығыздығынан төмен. Егер алып ванна болса, Сатурн онда қалқып жүрер еді.
Атмосферасы мен ауа райы: Атмосферасы күшті желдермен сипатталады,
олардың жылдамдығы сағатына 1800 км-ге дейін жетуі мүмкін. Бұлт
жолақтары Юпитердікі сияқты анық болмаса да, кейде онда ұзақ өмір сүретін
дауылдар пайда болады. Сатурнның солтүстік полюсінде ерекше алтыбұрышты
дауыл байқалады.
Жылдам айналу: Сатурн өз осінен тез айналады (тәулігі шамамен 10,5 жер
сағаты), бұл оның полюстерде қысқаруына және экваторда домалақтануына
әкеледі.

33.

Сатурнның сақиналары
Сатурнның ең танымал ерекшелігі - сақиналары. Олар біртұтас
құрылым емес, мыңдаған бөлшектерден тұрады: мұз, шаң және тасты
материалдар, өлшемдері құм түйірінен үй сияқты ірі тасқа дейін өзгереді.
Ені мен қалыңдығы: Сақиналар жүйесі жүздеген мың километрге созылады,
бірақ олардың орташа қалыңдығы тек шамамен 20–30 метр.
Шығу тегі: Сақиналардың пайда болуы планетаның ежелгі серіктерінің бірінің
қирандысынан немесе планета айналасындағы зат бұлтынан қалған
қалдықтардан туындауы мүмкін деп есептеледі.

34.

Сатурнның серіктері
Сатурн - Күн жүйесіндегі ең көп серікке ие планета: 2023 жылғы мәлімет
бойынша оның 145 серігі расталған.
Титан: Сатурнның ең ірі және маңызды серігі. Ол ерекше, өйткені қалың
атмосферасы бар (Күн жүйесіндегі жалғыз серік), және оның бетінде сұйық
көмірсутектен (метан мен этан) тұратын өзендер, көлдер мен теңіздер бар.
Энцелад: Басқа қызықты серік, ол космосқа мұзды гейзерлер (жер бетінен
қызған судың немесе мұз еріген судың күшпен атқылуы) атқылайды, бұл бетасты
сұйық мұхиттың бар екендігін көрсетеді.

35.

36.

37.

Уран, 27
серігі бар

38.

39.

Уран - Күннен кейінгі орналасқан жетінші планета, диаметрі бойынша үшінші
және массасы бойынша төртінші Күн жүйесіндегі нысан. Уран мұз алыптарына
жатады (Юпитер мен Сатурн сияқты газ алыптарынан айырмашылығы), себебі
оның құрамында судың, аммиак пен метанның мұз түріндегі мөлшері көп.
Бірегей осьтік қисықтық: Уранның ең таңқаларлық ерекшелігі - ол қисайып
айналады. Оның айналу осі орбита жазықтығына шамамен параллель, яғни
шамамен 98° қисаюда. Бұл планетаның маусымдық ауысымдарын экстремалды
етеді: әр полюс 42 жер жылына толық қараңғыда немесе үзіліссіз күн сәулесінде
болады.
Құрамы мен сыртқы көрінісі: Атмосфера негізінен сутегі пен гелийден, аз
мөлшерде метаннан тұрады. Метан планетаның көкшіл-жасыл түсті болуына
себепші, себебі ол қызыл жарықты сіңіреді.
Ең суық планета: Күннен ең алыс болмаса да, Күн жүйесіндегі ең суық планета
саналады. Атмосфераның жоғарғы қабаттарында t= -224 °C болуы мүмкін.
Ішкі құрылысы: Атмосфера астында судан, аммиак пен метанның сұйық немесе
қою заттарынан тұратын “мантия” бар деп есептеледі. Ортасында көлемі шамамен
Жер сияқты кішкентай тасты ядро орналасқан.
Уақыт және қозғалыс: Күнді толық айналуы 84 жер жылына созылады. Сонымен
қатар, ол өз осінен тез айналады: тәулігі шамамен 17 жер сағаты.
Сақиналар жүйесі: Уранның өзінің сақиналары бар - 13 жұқа, қараңғы сақина,
олар Жерден нашар көрінеді.
Серіктері: Планетаның 27 белгілі табиғи серігі бар, олар Уильям Шекспир мен
Александр Поптың кейіпкерлерінің атынан аталған (мысалы, Миранда, Ариэль,
Титания, Оберон).

40.

41.

Нептун - Күннен сегізінші және ең алыс планета. Ол төрт газды және мұз
алыптарының соңғысы болып саналады. Ол судан, аммиак және метанның
қалың қоспасынан тұрады, ғалымдар бұл құрамды «мұздар» деп атайды, көлемі
Жер көлеміндей тас-мұз ядросын қоршайды.
Түсі: Планета ашық көк түсті, себебі атмосфераның жоғарғы қабатындағы метан
қызыл жарықты сіңіріп, көк жарықты шағылдырады.
Ең суық планета: Күннен алыс орналасуының арқасында Нептунның сыртқы
атмосферасындағы температура Күн жүйесіндегі ең төмен температуралардың
бірі болып табылады, шамамен -224 °C.
Ең жылдам желдер: Күннен алыста орналасқанына қарамастан, Нептунда күшті
ішкі жылу көзі бар, бұл Күн жүйесіндегі ең жылдам желдердің пайда болуына
себеп болады. Олардың жылдамдығы 2100 км/сағ аспауы мүмкін.
Ауа райы құбылыстары: Атмосферада қатты дауылдар болады. Ең танымалы 1989 жылы «Вояджер-2» аппараты түсірген «Үлкен қараңғы дақ» деп аталған, ол
Жер көлеміндей алып құйын. Уақыт өте бұл дауыл жоғалғанымен, оның орнына
басқа дауылдар пайда болады.
Уақыт және қозғалыс: Күнді толық айналуы шамамен 165 жер жылын алады.
Ашылғаннан бері (1846ж.) Нептун тек 2011 жылы ғана Күнді бір толық айналып
шықты. Тәулігі салыстырмалы түрде қысқа және шамамен 16 жер сағатына тең.
Серіктері: Нептунның 14 табиғи серігі белгілі. Ең ірісі - Тритон, ол ерекше, себебі
кері бағытта айналады (ретроградты қозғалыс) және белсенді мұзды
гейзерлерге ие.
Сақиналары: Планетада алты жұқа және күңгірт сақина бар, олар негізінен
шаңнан тұрады.

42.

Койпер белдеуі (сонымен қатар Эджворт–Койпер белдеуі деп те аталады) - Күн
жүйесінің кең аймағы, Нептун орбитасынан кейін орналасқан, Күннен шамамен
30-тен 55 а.б. дейінгі қашықтықта. Ол алып диск тәрізді пішінде және
миллиондаған шағын мұздық денелердің мекені болып табылады.
Орналасуы: Күн жүйесінің сыртқы бөлігінде, алып планеталардың
орбиталарынан алыс.
Құрамы: Койпер белдеуінің объектілері (КБО) негізінен мұздан (су, метан және
аммиак мұздарының қоспасы) тұрады. Құрамы бойынша олар кометалардың
ядроларына ұқсас.
Шығу тегі: Койпер белдеуіндегі денелер - бұл Күн жүйесі қалыптасқан протопланеталық дисктің қалдықтары, олар өзгеріссіз сақталған деп есептеледі.
Кометалардың көзі: Койпер белдеуі қысқа периодты кометалардың (200
жылдан қысқа уақытта Күнге қайта оралатындар) көзі болып табылады.
Койпер белдеуіндегі ең ірі объектілер: Койпер белдеуінде үлкен планеталар
жоқ, бірақ бірнеше ғаламшар тәрізді кішкентай денелер мен мыңдаған
транснептундық объектілер бар: Плутон (Ең танымал және белдеудегі екінші ірі
объект). Эрида (Плутонға ұқсас көлемде және үлкен массасы бар). Макемаке
және Хаумеа (Өз спутниктері бар басқа ірі кішкентай планеталар). Квавар, Орк,
Седна (Бірқатар басқа ірі транснептундық объектілер).
Койпер белдеуі Марс пен Юпитер арасындағы негізгі астероид белдеуден
айтарлықтай ірі, бірақ одан әрі орналасқан гипотетикалық Оорт бұлтының
массасына қарағанда аз.

43.

Оорта бұлты

44.

Оорт бұлты – Күн жүйесінің ең сыртқы аймағында орналасқан гипотетикалық
шоғырланған мұздық денелер мен кометалардың тұманды қабаты. Бұл бұлт
Күннен шамамен 2000–100000 астрономиялық бірлік қашықтықта орналасады
деп болжанады, яғни Күн жүйесінің шекарасынан әлдеқайда алыс.
Орналасуы: Койпер белдеуінен де әлдеқайда алыс, Күн жүйесінің
гравитациялық шекарасында орналасқан.
Құрамы: Көп бөлігі мұздан (су, аммиак, метан) тұрады, кейбір бөліктері шағын
тастық қоспалардан құралған.
Мақсаты: Оорт бұлттары - ұзақ периодты кометалардың (Күнге мыңдаған
немесе миллиондаған жыл сайын ғана жететін) негізгі көзі.
Көрінуі: Бұлт гипотетикалық болғандықтан, оны тікелей бақылау мүмкін емес;
оның барлығы кометалардың орбиталары мен динамикасын зерттеу арқылы
болжанады.

45.

Кометалар - Күн жүйесінің шағын нысандары, әдетте бірнеше
километр ғана көлемде болады және негізінен ұшатын заттардан (мұздардан)
тұрады. Олардың орбиталары өте эксцентрлік, әдетте перигелийі ішкі
планеталардың орбиталарына жақын болса, афелийі Плутоннан әлдеқайда
алыс орналасады.
Комета Күн жүйесінің ішкі аймағына кіріп, Күнге жақындаған кезде
оның мұзды беті буланып, иондала бастайды, нәтижесінде «кома» (Кома —
кометаның ядросын қоршап тұрған шаң мен газдан тұратын бұлт. «Кома» мен
«ядро» бірге кометаның «басын» құрайды. Комета Күнге жақындаған сайын
«басы» үлкейіп, кейде «аяқ жақ ұшы» пайда болады) пайда болады, ол көбіне
Жерден қарапайым көзбен көрінеді.
Қысқа мерзімді кометалар - периоды 200 жылдан аз. Ұзақ мерзімді
кометалар - периоды мыңдаған жылдарға тең болуы мүмкін. Қысқа мерзімді
кометалардың көзі ретінде көбінесе Койпер белдеуі қарастырылады, ал ұзақ
мерзімді кометалар, мысалы, Хейл-Бопп кометасы, Оорт бұлтынан шыққан деп
есептеледі. Көптеген комета топтары, мысалы, Крейцтің Күн айналасындағы
кометалары, бір нысанның бұзылуы нәтижесінде пайда болған. Кейбір
кометалар гиперболалық орбиталарға ие болуы мүмкін және олар Күн
жүйесінен тыс шығуы ықтимал, бірақ олардың нақты орбитасын анықтау
қиын.

46.

Кометалар
Темпель 1
кометасының ядросы
Хейл-Бопп
кометасы

47.

Кометалар
1 км = 0,621371 миль

48. Метеорит

Гоба – ең үлкен метеорит (60 тонна, көлемі 9 м3).