Строение Солнечной системы

1.

• СТРОЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
По материалам
к. г-м. н. М.Ю. Промысловой,
кафедра динамической геологии
геологический факультет МГУ

2. Солнечная система

Солнечная система — планетная система, включающая в себя
центральную звезду — Солнце — и все
естественные космические объекты, обращающиеся
вокруг неё.
Центральное тело нашей планетной системы – Солнце.
Солнце (желтый карлик) – сосредоточило в себе 99,866 % всей массы
Солнечной системы.
Оставшиеся 0,134 % вещества представлены восьмью большими
планетами (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран,
Нептун) и несколькими десятками спутников планет (в настоящее время
их открыто более 60), карликовыми планетами, малыми телами –
астероидами ( ~100 тысяч), кометами ( ~1011 объектов), огромным
количеством мелких фрагментов – метеороидов, а также космической
пылью.
Механически эти объекты объединены в общую систему силой притяжения
Солнца.
Средняя плотность тел Солнечной системы изменяется в пределах от 0,5
г/см3 для ядер комет до 7,7 г/см3 для металлических астероидов и
метеоритов.

3. Строение Солнечной системы

4.

Расстояния в Солнечной системе
Радиус Земли
–
6 371 км
Расстояние до Луны
Расстояние до Солнца
–
384 000 км
~ 150 млн. км = 1 а.е.
~ 8 световых минут
1 а.е. – «астрономическая единица»
Радиус Солнечной системы
до орбиты планеты Нептуна - 30 а.е. ~ 3,8
световых часа, а до орбиты Плутона –
40 а.е. ~ 5 световых часов.

5. Размеры Солнечной системы

- до орбиты Нептуна – 30 а.е.
- до орбиты Плутона – 40 а.е.
- до внешней границы пояса Койпера ~ 55 а.е.
- до внешней границы облака Оорта ~ 100 000 а.е.

6.

Происхождение Солнечной системы.
Сходство в движении Солнца, планет,
их спутников и малых тел Солнечной
системы.
Почти все тела Солнечной
системы вращаются в
одном направлении с запада на восток:
Солнце вокруг своей оси, планеты вокруг
Солнца и вокруг своей оси, спутники вокруг
планет, малые тела Солнечной системы и т.д.

7. Происхождение Солнечной системы

Гипотеза Канта-Лапласа.
И. Кант (I. Kant, 1755) выдвинул идею о
формировании планет из разреженного пылевого
вещества, обращавшегося вокруг Солнца.
Материалом для образования планет послужила
часть газового вещества, отделившаяся от
сжимающегося протосолнца.

8. Образование Солнца и допланетного диска

Эволюция допланетного диска:
а - опускание пыли к
центральной плоскости;
б - формирование пылевого
субдиска;
в - распад пылевого субдиска
на пылевые сгущения;
г - формирование из пылевых
сгущений компактных тел
(по Б. Ю. Левину, 1964).

9.

10. Солнце ☼.

☼ - центральная и единственная
звезда Солнечной системы;
Масса ☼ ≈ 99,8% массы всей
Солнечной системы;
Солнце состоит из H (~ 73%), He
(~ 25%), на долю других 67
химических
элементов
приходится ~ 2% от массы.
По спектральной классификации Солнце относится к
типу G2V (желтый карлик);
Источник энергии ☼ - термоядерный синтез He из Н.
☼
вращается вокруг центра Галактики, делая один
оборот за 200-250 млн. лет со скоростью 220 км/с.

11.

Характеристики Солнца
Солнце — плазменный шар,
плотность — 1,4 г/см3,
температура поверхности около 6000 "С,
радиус Солнца — 696 тыс. км.
Солнце относится к классу небольших
желтых звезд.
Имеет корону, в которой
находятся факелы, протуберанцы.
Излучение Солнца (солнечная активность)
имеет цикл 11 лет.

12. Внутреннее строение Солнца

1.Ядро.
2.Зона радиации
(лучистого переноса).
3.Зона конвекции.

13. Строение Солнца

Атмосфера Солнца
1. Фотосфера – слой,
испускающий
свет,
толщина 200-300 км.
2. Хромосфера
–
внешняя
оболочка
толщиной ~ 10 000 –
15 000 км.
3. Корона
–
самая
внешний
слой
атмосферы. Граница
–
вся
Солнечная
система.

14. Фотосфера

Видимая поверхность ☼,
основной источник света и
тепла. Средняя T- 5800 К.
По фотосфере определяют
размеры Солнца.
Имеет гранулированную
структуру за счет светлых
горячих конвективных
ячеек.
Наблюдаются области
пониженной Т (до 1500К) –
солнечные пятна.

15. Хромосфера

Внешняя оболочка Солнца
толщиной около 10 000 км,
окружающая фотосферу.
Происхождение
названия
этой
части
солнечной
атмосферы
связано
с
её
красноватым
цветом,
вызванным тем, что в её
видимом спектре доминирует
красная
H-альфа
линия
излучения водорода.
Верхняя
граница
хромосферы
не
имеет
выраженной
гладкой
поверхности, из неё постоянно
происходят горячие выбросы,
называемые спикулами.

16. Хромосфера

Плотность
хромосферы
невелика, поэтому яркость её
недостаточна,
чтобы
наблюдать её в обычных
условиях.
Но при полном солнечном
затмении,
когда
Луна
закрывает яркую фотосферу,
расположенная
над
ней
хромосфера
становится
видимой и светится красным
цветом.
Её можно также наблюдать
в любое время с помощью
специальных
узкополосных
оптических фильтров.

17. Корона Солнца

Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Несмотря на её
очень высокую температуру, от 600 000 до 5 000 000
градусов, она видна невооружённым глазом только во
время солнечного затмения, так как плотность
вещества в короне мала, а потому невелика и её
яркость.

18. Корона Солнца

Необычайно интенсивный нагрев этого слоя вызван, по-видимому,
магнитным эффектом и воздействием ударных волн.
Форма короны меняется в зависимости от фазы цикла солнечной
активности: в периоды максимальной активности она имеет округлую
форму, а в минимуме — вытянута вдоль солнечного экватора.
Поскольку температура короны очень велика, она интенсивно излучает
в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Эти излучения не
проходят сквозь земную атмосферу.
Излучение в разных областях короны
происходит неравномерно. Существуют
горячие активные и спокойные области, а
также корональные дыры с относительно
невысокой температурой в 600 000ºС, из
которых в пространство выходят магнитные
силовые линии.
Такая
(«открытая»)
магнитная
конфигурация
позволяет
частицам
беспрепятственно
покидать
Солнце,
поэтому солнечный ветер испускается в
основном из корональных дыр.

19. Корона Солнца

Солнечный ветер – поток ионизированных частиц
(плазмы), в основном протонов, электронов и
α-частиц, имеющий скорость 300-1200 км/с.

20.

Планеты
Планеты
(др.- греч. блуждающая звезда) – небесное тело на орбите
вокруг звезды, оказавшееся достаточно массивным, чтобы приобрести
округлую форму, но недостаточно массивным для начала
термоядерного синтеза.
Нептун
Уран
Сатурн
Юпитер
Марс
Солнце
Меркурий
Пояс астероидов
Земля
Венера

21.

Все познается в
сравнении!

22. Внутренние планеты или планеты земной группы

Сравнительные размеры
Меркурий
Марс
Венера
Земля

23. Внутреннее строение планет земной группы

Все эти планеты твёрдые!
1. Ядро Fe
2. Мантия
3. Кора

24. Внешние планеты, планеты – гиганты

Сравнительные размеры.
Уран
Юпитер
Сатурн
Непту
Нептун
н

25. Внутреннее строение планет-гигантов

Земля
Уран
Юпитер
Жидкий молекулярный
водород
Жидкий металлический
водород
Нептун
Сатурн
Газообразный водород, гелий, метан
Мантия (лёд воды, аммиака, метана)
Ядро (силикаты?, лёд)
Эти планеты – газово-жидкие.

26. Карликовые планеты

Карликовая
планета,
согласно
определению
Международного астрономического союза, небесное тело, которое:
обращается по орбите вокруг Солнца;
имеет достаточную массу для того, чтобы под
действием сил гравитации поддерживать
гидростатическое равновесие и иметь близкую к
округлой форму;
не доминирует на своей орбите (не может
расчистить пространство от других объектов);
не является спутником планеты;

27. Карликовые планеты

Церера, Плутон, Хаумеа, Эрида.
Предполагается, что по меньшей мере ещё 40 из известных
объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории.
Церера
Орбита лежит между
Марсом и Юпитером в
поясе астероидов;
Форма
–
сфероид
размером 975х909 км;
Масса в 6000 раз
меньше массы Земли;

28. Астероиды

Астеро́ид
—
небольшое
планетоподобное
небесное
тело
Солнечной
системы,
движущееся по орбите вокруг
Солнца.
Астероиды, известные также как
малые планеты, значительно
уступают
по
размерам
планетам, хотя при этом у них
могут быть спутники.
В
Солнечной
системе
насчитывается десятки тысяч
астероидов.
Большинство известных на данный
момент
астероидов
сосредоточено
в
пределах
пояса
астероидов,
расположенного
между
орбитами Марса и Юпитера.

29. Астероиды

Самыми
крупными
астероидами
являются Паллада и Веста,
имеющие диаметр ~500 км.
Веста
является
единственным
объектом
пояса
астероидов,
который
можно
наблюдать
невооружённым глазом.
Одним из способов классификации
астероидов является определение
размера.
Классификация
опирается
на
утверждение, что астероиды могут
уцелеть при входе в атмосферу
Земли
и
достигнуть
её
поверхности, в то время, как
метеоры, как правило, полностью
сгорают в атмосфере.
33х13
578х458
975х909
Матильда 60х48 км

30. Кометы – хвостатые звёзды

Комета (от др. греч. komḗtēs — «волосатый,
косматый») — небольшое небесное
тело, обращающееся вокруг Солнца
обычно по вытянутым орбитам.
Строение кометы
Ядро – твёрдые
частицы и
лёд.
Кома – оболочка из
газа и пыли.
Хвост – смесь
разреженного
газа и пыли.
При приближении к Солнцу комета
образует кόму и иногда хвост из газа
и пыли.

31. Кометы – хвостатые звёзды

Кометы делятся на:
долгопериодические,
залетающие из
пояса Оорта, в котором находится
большое число кометных ядер.
Тела,
находящиеся
на
окраинах
Солнечной
системы,
как
правило,
состоят
из
летучих
веществ,
испаряющихся при подлёте к Солнцу.
короткопериодические,
образующие
т.н. Семейства. Например, ~ 50 самых
короткопериодических комет (их полный
оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет)
образуют семейство Юпитера. Немного
малочисленнее
семейства
Сатурна,
Урана и Нептуна (к последнему, в
частности, относится знаменитая комета
Галлея).