Во вселенной свыше 5 триллионов потенциально обитаемых планет

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

1. Меркурий,
2. Венера,
3. Земля (спутник Луна),
4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
5. Юпитер (63 спутника),
6. Сатурн (49 спутника и кольца),
7. Уран (27 спутника),
8. Нептун (13 спутников).

• Астероиды,
• Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
• Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
• Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
• Кометы (комета Галлея),
• Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам.  Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.

Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Земля

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Марс, снимок космического телескопа Хаббл в 2003 году

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Венера

Венера — вторая планета от Солнца. Она делает полный оборот в течение 224,7 дней, а период вращения вокруг своей оси составляет около 243 дней (это самое медленное вращении из всех планет в Солнечной системе). Венера — самая жаркая планета с температурой поверхности около 467º C, так как ее атмосфера плотная и хорошо удерживает тепло. Она очень яркая утром и вечером, что делает ее хорошо видимой в определенных регионах Земли. Это ближайшая к нам планета, а также первая, которую посетил земной аппарат (Mariner 2) в 1962 году. Плотная жаркая атмосфера делает Венеру недоступной для человека.

Солнце — звезда солнечной системы

Солнце — это звезда находящаяся в центре нашей системы и являющаяся основой макета солнечной системы. Его масса — 1, 989 ∙ 10 30 кг, что занимает 99,86% массы системы. Диаметр светила — 1,391 млн км. Оно является огненным газовым шаром. Благодаря процессам, происходящим в ядре, выделяется огромное количество энергии.

Солнце относится к ряду звезд, которые называют «желтыми карликами». Желтыми называют звезды, температура на поверхности которых составляет от 5000 до 7500 К.

Строение Солнца

Рассматривая строение Солнечной системы, стоит начать с ее центра, а именно с центра Солнца. Светило можно разделить на несколько слоев:

1. Ядро. В недрах происходит разрыв атомов водорода, что сопровождается выделением огромной энергии. Там также происходит слияние протонов и нейтронов в ядра атомов гелия. В ядре температура достигает 15 млн К, что в 2,5 раза больше, чем на поверхности. Ядро простирается на 173 тыс. км от центра Солнца, что составляет около 20% радиуса звезды.
2. Радиационная зона. В ней излученные ядром фотоны, блуждают около 200 тысяч лет и утрачивают свою энергию из-за сталкивания с частицами плазмы.
3. Конвективная зона. Она похожа на кипящую массу, в которой постоянно происходит поднимание к поверхности частиц, находящихся на границе радиационной и конвективной зон. Здесь путь частиц к поверхности светила занимает гораздо меньше времени, чем длительность процессов в радиационной зоне. Конвективная зона простирается от 70% и практически до поверхности светила.
4. Фотосфера. Она имеет чрезвычайно малую толщину — лишь 100 км (по сравнению с размерами Солнца — это действительно немного). Это видимая поверхность светила.
5. Хромосферой называют неоднородный слой солнечной атмосферы, который располагается прямо над фотосферой. Здесь температура увеличивается от 6 000 К до 20 000 К.
6. Корона — это внешний слой атмосферы. Ввиду того что ее блеск гораздо меньше, чем у звезды, невооруженным глазом корону не видно (без дополнительного оборудования она видна лишь при затмениях). Температура здесь самая высокая во всей Солнечной системе — 1 000 000 К.

Земля и Марс

Третьей планетой от Солнца идёт Земля. Такая степень отдаленности (не слишком большая и не слишком маленькая), а также ряд других факторов позволили развиться здесь жизни. У Земли есть и другие особенности.

• Среди своих соседей она обладает самой большой гравитацией и сильнейшим магнитным полем.
• Выделяется и степень её плотности.

Другими факторами, повлиявшими на появление возможности развития жизни, считается наличие гидросферы, а также присутствие очень большого спутника, который стабилизирует наклон планеты по отношению к Солнцу.

Марс – одна из самых маленьких планет, хотя размеры Плутона она всё же превышает. Здесь сильно разреженная атмосфера, а давление слишком низкое, в двести раз меньше земного. Как и в случае с Меркурием, присутствует значительные температурные перепады.

• Учеными Марс воспринимается как единственная планета, на которой, в теории, могла бы существовать жизнь.
• Они полагают, что когда-то здесь была вода.

Планета имеет два спутника, которые движутся противоположно друг другу. Фобос со временем вращается всё медленнее, из-за чего становится всё ближе к Марсу, а Деймос же лишь отдаляется.

Изучение Марса

Современные исследования Марса проводятся с помощью планетоходов.

В марте 2021 года на планету опустился планетоход США «Персеверанс». Ведётся изучение поверхности, запись звуков. Аппарат отберёт пробы почвы и камней с поверхности, будет искать следы микробной деятельности в прошлом.

Одна из задач — оценить возможность получения кислорода из марсианской атмосферы. Это поможет понять, возможна ли высадка человека на эту планету.

Рис. 2. Планетоход «Персеверанс.

• В это же время на марсианскую орбиту вышел китайский аппарат, спуск на поверхность произойдёт в мае-июне.
• Миссией «ЭкзоМарс» в атмосфере обнаружен газ, похожий на земной. Исследовано распределение угарного газа.

Возможна ли колонизация Луны

Луна привлекает многих ученых своей близостью к Земле. Лететь до нее ближе, чем до любого другого космического объекта. Луна кажется настолько привлекательной для переезда, что ученые даже подсчитали примерную стоимость ее колонизации. В теории этот процесс . При этом строительство колонии на земном естественном спутнике стало бы выгодным вложением для дальнейшего покорения космоса. На нем можно построить базу и использовать ее как пересадочный пункт в путешествиях на другие планеты. Поскольку на Луне очень много полезных ископаемых, которые можно использовать в качестве ракетного топлива, она стала бы хорошим местом для заправки космических кораблей.

Футурология

Поселение на Луне — взгляд профессора Вестминстерского университета

Среди самых привлекательных мест на Луне выделяют бассейн Южный полюс — Эйткен. Район сильно изрезан кратерами, которые будут защищать астронавтов от сильных ветров. Другое его достоинство — тени. Они помогут избежать сильных перепадов температур. В этой области также находится скопление водяного льда, пригодного для создания газообразного кислорода, питьевой и поливной воды.

Возможная база должна быть изготовлена преимущественно из местных материалов, поскольку перевозка сырья с Земли выйдет в неоправданно крупные суммы. NASA и Европейское космическое агентство (ESA) несколько лет занимаются разработкой возможных решений и уже нашли методы, позволяющие организовать строительство базы исключительно из лунных ресурсов. ESA и архитектурная компания Foster+ с 2013 года работают над проектом Международной лунной деревни и уже представили проект возможного поселения.

Архитектурный проект ESA и Foster+

(Фото: ESA)

Самая большая экзопланета: GQ Lupi b

0 Некоторое время после обнаружения GQ Lupi b в 2005 году ученые астрономы не знали чем именно является этот объект на самом деле. Он вращается вокруг огромной молодой звезды по орбите, диаметр которой в два с половиной раза больше расстояния от Солнца до Плутона. По началу ученые предположили, что это коричневый карлик, который является маленькой «незагоревшейся» звездой. Но последующие наблюдения показали, что GQ Lupi b представляет собой планету, диаметр которой в 3.5 раза превышает диаметр Юпитера. И это делает GQ Lupi b самой большой экзопланетой, известной людям на сегодняшний день.

Нептун

Нептун — восьмая и самая далекая от Солнца планета. Сначала он считался неподвижной звездой Галилея, который использовал математические предсказания, чтобы обнаружить его, а не обычный метод наблюдения в телескоп. Среднее расстояние от Нептуна до Солнца равно 4,5 миллиардам км, а полный оборот вокруг нашей звезды происходит за 164,8 года. Нептун закончил свой первый оборот в 2011 году, так как был обнаружен в 1846 году. Он имеет 14 известных спутников, самый большой из которых Тритон. В атмосфере преобладают водород и гелий. Это самая ветреная планета в Солнечной системе, со средней скоростью ветра в девять раз превышающую земную. Недавно НАСА обнаружило, что на Нептуне есть реки и озера из жидкого метана.

Мне нравится1Не нравится

Марс

Марс, также известный как «красная планета», является четвертой планетой в нашей Солнечной системе и второй среди наименьших. Он имеет твердую поверхность, как и Земля, но его атмосфера относительно тонкая. Марс вдвое меньше Земли и в среднем удален на 228 млн. км от Солнца; он завершает оборот вокруг Солнца за 779,96 дня. Его хорошо видно с Земли в ночное время благодаря яркой поверхности. Жидкая вода не встречается на поверхности планеты из-за низкого атмосферного давления. Исследователи изучают возможность существования жизни на Марсе. Ученые считают, что ледяные шапки на полюсах планеты — это вода и лед на южном полюсе может заполнить поверхность планеты на глубину до 11 м, если растает.

Сколько во Вселенной материи?

Астрофизики считают, что около 40% обычной материи, из которой состоят звезды, планеты и галактики, оставалось незамеченной (на протяжении 20 лет), скрытой в виде горячего газа в сетях космической паутины. Напомним, что космическая паутина состоит из галактик, распределенных по всей Вселенной в виде сложной сети узлов, соединенных нитями, которые, в свою очередь, разделены пустотами. Подробнее о том, что такое галактические нити и космическая паутина, читайте в нашем материале.

Это недостающие барионы, скрытые в нитевидной структуре космической паутины и пытались обнаружить французские исследователи. Они провели статистический анализ, в ходе которого им впервые удалось выявить рентгеновское излучение горячих барионов в галактических нитях. Команда использовала пространственную корреляцию между положением нитей и связанным с ними рентгеновским излучением, чтобы предоставить доказательства присутствия горячего газа в космической паутине и впервые измерить его температуру.

Космическая паутина – это гигантское скопление галактик, соединенное между собой пустотами.

Полученные результаты подтверждают более ранние выводы той же исследовательской группы, основанные на косвенном обнаружении горячего газа в космической паутине путем его влияния на космическое фоновое микроволновое излучение (реликтовое излучение). Это открытие может проложить путь к более детальным исследованиям, использующим более качественные данные, чтобы проверить эволюцию газа в нитевидной структуре космической паутины. В общем, работы у ученых еще очень и очень много.

Возможно, мы так и не сможем разгадать все тайны Вселенной.

Кстати, недавно с помощью рентгеновской обсерватории Европейского космического агенства (ESA) XMM-Newton, астрономы показали, что скопления галактик в далекой Вселенной не похожи на те, что мы видим сегодня. Похоже, они испускают больше рентгеновских лучей, чем предполагали ученые. Оказалось, что эти скопления галактик изменили свой внешний вид со временем, а согласно расчетам, в прошлом скоплений галактик во Вселенной было меньше. Но о чем это говорит?

Исследователи считают, что в таком случае Вселенная должна быть средой высокой плотности, что противоречит современным представлениям. Этот вывод весьма спорен, потому что для объяснения этих результатов во Вселенной должно быть много материи – а это, в результате, оставляет мало места для темной энергии. Однако результаты французских исследователей показали, что эти выводы не такие уж и противоречивые. В конце-концов, если мы не могли разглядеть барионную материю в галактических нитях на протяжении 20 лет, кто знает, сколько еще материи Вселенной мы пока не видим?

Какая самая жаркая и холодная планета в Солнечной системе?

Планеты отличаются по температуре, так как они имеют разную структуру и расстояние от Солнца. По мере увеличения расстояния от Солнца температура на поверхности планет, как правило, понижается. Внутренние и внешние факторы отвечают за колебания температуры внутри планет. Характер и состав атмосферы определяют количество излучаемого тепла и сколько тепла способна удерживать планета.

Венера

Венера — вторая и наиболее горячая среди планет Солнечной системы. Ее температура может достигать 464º C. Высокая температура обусловлена плотной атмосферой с толстым облачным покровом. Углекислый газ составляет основную часть атмосферных газов Венеры, действуя как одеяло, которое предотвращает потерю тепла планетой. Температуры сохраняются относительно регулярными с незначительными колебаниями в течение всего года. В отличие от других планет, небольшой эллиптический наклон Венеры не оказывает влияния на температуры, позволяя им оставаться устойчивыми.

Меркурий

Меркурий — первая и самая маленькая планета в Солнечной системе. Несмотря на его близость к Солнцу, Меркурий является второй самой жаркой планетой. В отличие от Венеры, он не обладает атмосферой, поэтому в течение дня испытывает различные температуры. Температура может упасть до -93º C или подняться до 427º C, а в средним составляет около 167º C. Температуры на Меркурии находятся под прямым воздействием Солнца. Поэтому сторона, обращенная к звезде, часто раскаляется, а на затененной стороне замерзает. Астрономы полагают, что полярные области Меркурия никогда не обогреваются Солнцем и поэтому могут быть холоднее облачных вершин Юпитера.

Плутон

Плутон — это карликовая планета, состоящая из льда и камня. Изначально считавшаяся девятой планетой, Плутон является наиболее удаленным от солнца и имеет самые низкие температуры, в среднем около -225º C. Температуры на Плутоне зависят от его близости к Солнцу: когда планета приближается к звезде, температура атмосферы становится значительно теплее. Температура поверхности более холодная, чем атмосферы, из-за влияния метана, который создает инверсию температур. Волны давления в атмосфере снижают температуру, делая их более холодными, чем предполагалось.

Нептун

С момента дисквалификации Плутона как планеты, Нептун считается самой холодной планетой в Солнечной системе со средней температурой около -200º C. Нептун — восьмая планета в нашей системе, состоящая в основном из водорода и гелия. Планета испытывает колебания давления и температур в зависимости от высоты. Из-за большого расстояния от Солнца, температура на Нептуне больше зависит от излучения внутри самой планеты, чем от звезды. Его эллиптический наклон 23,4º нагревает восходящую сторону, повышая температуру примерно на 10º C, что позволяет избежать выхода метана. Во внутренней части планеты также заметны колебания температур, которые происходят во время движения вокруг Солнца или под воздействием внутренних факторов, таких как ветра и изменения давления. Газообразные планеты-гиганты не имеют определенной температуры поверхности по сравнению с планетами земной группы.

Средняя температура всех планет Солнечной системы

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.