Солнечная система

Еще в древности люди выделили "блуждающие" светила, перемещающиеся среди звезд - планеты. Тогда невооруженным глазом могли наблюдаться пять планет, названных в честь римских богов - Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Загадка их странного петлеобразного движения волновала астрономов многие века и по разному объяснялась учеными. Долгое время господствовала геоцентрическая модель мира, предложенная Птолемеем. В ней все планеты и Солнце обращались по круговым орбитам (круг считался идеальной, совершенной фигурой, а на небе все должно быть совершенно!) вокруг неподвижной Земли в центре Мира. Для объяснения петлеобразных движений были введены дополнительные круги - эпициклы, центры которых вращались по орбитам, а уж по ним двигались планеты. Со временем модель все более усложнялась, чтобы все точнее описывать наблюдаемое движение планет... Только в XVI веке польский астроном Николай Коперник предложил другую модель, в которой центром было Солнце, а наша Земля стала всего лишь одной из планет, обращающихся вокруг него. (Впрочем, подобные гипотезы высказывали и некоторые древние ученые). Немного позже Иоган Кеплер доказал, что планеты движутся по эллиптическим орбитам и сформулировал законы этого движения, а Ньютон объяснил их действием сил тяготения. Окончательным подтверждением верности этих законов стало открытие еще двух планет - Урана и Нептуна, которые были обнаружены по их влиянию на движение остальных планет.

Почти 80 лет в число планет включали и открытый в 1930г. Плутон, однако сейчас известно уже более десятка подобных тел, некоторые из которых даже крупнее Плутона (например, Эрида - её диаметр около 2400 км) и астрономы приняли решение считать их карликовыми планетами, а в Солнечной системе снова осталось 8 больших планет.

Меркурий - самая маленькая (диаметр около 4000км) и самая близкая к Солнцу планета, делает оборот вокруг него всего за 88 суток. Наблюдать ее довольно тяжело, так как она всегда видна на фоне зари, не удаляясь от Солнца более, чем на 28°. Сила тяжести на поверхности Меркурия довольно мала и ее недостаточно для удержания атмосферы, так что это единственная планета, лишенная газовой оболочки.

Венера - это самая яркая из планет, ее блеск может достигать -4^m, это тоже внутренняя планета (ее орбита лежит внутри орбиты Земли - ближе с Солнцу) и может наблюдаться утром или вечером не далее 47° от Солнца. Период обращения Венеры вокруг Солнца равен 225 суток. Венера очень похожа на Землю по размерам и массе (её диаметр 12100 км), имеет атмосферу и долгое время предполагали, что она может быть пригодна для жизни. Увы, эти надежды рухнули с началом космических исследований - планета оказалась очень негостеприимной. Плотная, очень горячая и ядовитая атмосфера, ураганные ветры стали серьезным испытанием даже для космических аппаратов - ведь давление у поверхности достигает 100 атмосфер а температура - около 470°C - выше, чем на Меркурии!

В телескоп и даже в хороший бинокль можно наблюдать фазы Венеры, подобные лунным, особенно эффектно они выглядят, когда Венера находится перед Солнцем и имеет наибольший видимый размер - тогда можно наблюдать удлинение рогов освещенного серпика планеты - это явление вызвано преломлением света в венерианской атмосфере. А вот какие-либо детали в облачном слое увидеть довольно трудно.

Изредка Меркурий и очень редко Венера могут проходить на фоне Солнца - именно во время одного из таких прохождений в 1761 году Михаил Ломоносов заметил тонкое светлое колечко, окружающее планету при её соприкосновении с краем солнечного диска и объяснил это явление наличием атмосферы.

Земля. Среднее расстояние от Солнца (точнее, большая полуось орбиты) составляет 149 млн.км, эта величина называется астрономической единицей и применяется для измерения расстояний в Солнечной системе. Диаметр Земли 12760 км, масса - 5,976*10²⁴кг. С точки зрения астрономии очень необычной особенностью нашей планеты является наличие такого большого спутника, как Луна - она всего лишь в 81 раз легче Земли, для всех остальных спутников это соотношение составляет не менее десятков тысяч раз.

Марс - самая удаленная от Солнца планета земной группы (большая полуось орбиты 228 млн.км), он намного меньше и легче Земли (диаметр Марса равен 6790 км), атмосфера очень разрежена - давление у поверхности примерно в 100 раз ниже, чем на Земле. Большая удаленность от Солнца приводит к тому, что температура даже на экваторе не поднимается выше 25..30°C, а ночью опускается до -70..-80°C. И все же это наиболее "подходящая" планета для для её освоения людьми в далёком будущем. Он все же во многом похож на Землю - марсианские сутки продолжаются 24,5 часа, наклон плоскости его экватора к плоскости орбиты тоже близок к земному и равен 24,4°, что приводит к смене сезонов так же, как и на нашей планете. Наконец, на Марсе под слоем песка обнаружен водяной лёд.

Марс - очень интересная планета для любительских наблюдений, во время противостояний обычно довольно легко различимы полярные шапки и темноватые моря, а вот знаменитые "каналы" оказались всего лишь оптической иллюзией.

Марс имеет два крохотных спутника - Фобос и Деймос.

Юпитер - самая большая планета Солнечной системы, его диаметр превышает земной в 11 раз, а масса - в 318 раз. В отличие от планет земной группы, Юпитер, как и остальные планеты-гиганты, состоит в основном из смеси газов (водород, гелий, метан) и химическим составом больше напоминает звезду. Из-за очень быстрого вращения Юпитер имеет заметную сплюснутость у полюсов. Его атмосфера очень богата деталями, которые можно наблюдать даже в самые скромные телескопы. Одним из самых удивительных образований является Большое Красное Пятно (БКП) - огромный устойчивый ураган, поперечником сравнимый с Землёй (около 40 тыс.км) и наблюдающийся уже более 300 лет. Юпитер - рекордсмен и по числу спутников, их сейчас насчитывается более 60, а самые крупные из них - Ганимед и Каллисто - размерами превышают Меркурий.

Сатурн - наверное, самая узнаваемая и необычная планета Солнечной системы. Он окружен огромным плоским кольцом, толщина которого составляет всего несколько километров. Это кольцо состоит из мелких обломков камней и льдин, вращающихся вокруг планеты по своим орбитам. Из-за притяжения других спутников некоторые участки очищаются и образуют хорошо заметные щели. Самую широкую из них - щель Кассини - можно увидеть и в небольшой любительский телескоп. При движении Сатурна по орбите плоскость колец смещается относительно Земли и мы можем видеть, как они меняют свой вид - от максимально развернутых до совершенно исчезающих, когда наша планета пересекает их плоскость. Сатурн имеет массу в 95 раз больше Земли, что заметно меньше, чем Юпитер, размеры же этих гигантов близки - Сатурн в 9.4 раза крупнее Земли, таким образом его средняя плотность ниже, чем у воды. Сатурн имеет почти такую же богатую семью спутников, как и Юпитер, включая крупнейший в системе - Титан.

Уран и Нептун - наиболее удаленные планеты Солнечной системы, по своему строению это такие же газовые гиганты, как Юпитер и Сатурн, но их размеры намного скромнее - они примерно вчетверо крупнее Земли. В любительские телескопы можно только увидеть их голубоватые диски.

Ученые давно обратили внимание на закономерность в удалении планет от Солнца - это правило получило имя Тициуса-Боде, согласно ему средние расстояния планет от Солнца в астрономических единицах выражаются формулой

Но странно, в этом ряду оказался подозрительный промежуток между Марсом и Юпитером. Астрономы предположили, что там может находится еще одна, пока неизвестная планета и принялись за ее поиски. И действительно, 1 января 1801 года (в первую ночь XIX века!) она была обнаружена Джузеппе Пьяцци, который назвал ее Церерой. Планетка оказалась совсем маленькой - ее диаметр по современным оценкам около 950км. Но это было только начало - вскоре обнаружилось еще несколько подобных планеток, еще меньших размеров - Паллада, Юнона, Веста, Астрея... (этот класс объектов назвали астероидами - "звездоподобными", потому что из-за малых размеров их диск не виден), а сейчас их известно десятки тысяч и каждый год открываются все новые и новые. Некоторые астероиды могут приближаться к Солнцу, пересекая орбиты Марса и Земли - к таким проявляют особое внимание, так как есть вероятность (хоть и очень небольшая) их столкновения с нашей планетой.

Но планеты - это только наиболее крупные и заметные (после Солнца и Луны, конечно ) члены Cолнечной системы. Вокруг большинства из них вращаются спутники, и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) похожи на Солнечную систему в миниатюре. Первые из них открыл Галилей - это были четыре наиболее ярких спутника Юпитера, которые теперь называют Галилеевскими - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Их легко можно увидеть в любой бинокль как выстроившиеся в одну линию почти одинаковые звездочки рядом с Юпитером. Крупные спутники есть и у других планет-гигантов: например, спутник Сатурна Титан - крупнейший в нашей системе, его диаметр 5800км - превосходит своими размерами Меркурий. Так что это вполне полноценные члены нашей Солнечной системы! Кстати, больше Меркурия также два из Галилеевских спутника - Ганимед и Каллисто и спутник Нептуна Тритон. Да и наша Луна выделяется своими размерами (диаметр ~3470км) - она занимает шестое место, а среди планет земной группы это вообще единственный более-менее заметный спутник (из этих планет только Марс имеет два крохотных спутника - Фобос и Деймос, размеры которых не превышают 20км)

Иногда на небе можно увидеть удивительные объекты - кометы. Большинство из них слишком слабы и могут наблюдаться только в телескоп, но изредка появляются очень яркие кометы, которые привлекают всеобщее внимание. Такими были, например, кометы Хиякутаке (1996г) и Хейла-Боппа (1997г). Еще одна, правда, не очень яркая комета удивила всех в 2007 году - ничем не примечательная комета Холмса вдруг неожиданно увеличила свою яркость в тысячи раз и стала различима невооруженным глазом. Вообще, эти небесные тела представляют собой глыбы льда, движущиеся обычно по очень вытянутой орбите - при приближении к Солнцу лед, испаряясь, образует газовую голову и хвост кометы. Часто эти газовые облака достигают огромных размеров - у той же кометы Холмса, например, газовая голова имела размер, сравнимый с Солнцем. Но при этом масса комет очень мала и их иногда называют "видимым ничто". К тому же постепенно они испаряются, а входящая в их состав пыль, распределяясь по орбите образует метеорные потоки. Эти сгорающие в атмосфере крошечные пылинки иногда образуют феерические "звездные дожди" - это происходит тогда, когда Земля пересекает метеорный поток в его наиболее плотной части.

Довольно много пыли и мелких метеорных частиц находится вблизи Солнца, в пределах орбиты Меркурия. Они образуют сильно сплюснутое к эклиптике облако, которое можно наблюдать в южных широтах после захода или перед восходом Солнца - это явление получило название зодиакального света.