Как работает солнечная система? Что это такое?
Солнечная система — это гравитационно связанная система, центром которой является Солнце. Вокруг него обращаются планеты, их спутники, карликовые планеты, астероиды, кометы и межпланетная пыль. Движение и взаимодействие объектов в системе определяются законами гравитации и другими физическими процессами.
Большинство крупных объектов Солнечной системы движется практически в одной плоскости — плоскости эклиптики. Все планеты и большинство других тел обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением самой звезды (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца).
Первый закон: каждая планета обращается вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Эллипс — кривая, у которой сумма расстояний от любой точки до фокусов есть величина постоянная.
Второй закон (закон площадей): радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади. Это означает, что планета движется вокруг Солнца неравномерно: в перигелии (ближайшей к Солнцу точке орбиты) она имеет максимальную скорость, а в афелии (наиболее удалённой точке) — минимальную.
Третий закон: квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит. Большая полуось — половина длины большой оси эллипса, характеризует размер орбиты.
СОЛНЦЕ
Солнце — центральное и самое массивное тело Солнечной системы (около 99,866% общей массы системы). Оно производит энергию за счёт термоядерных реакций, происходящих в ядре, где водород превращается в гелий.
Со временем Солнце становится ярче: примерно на 10% каждые 1,1 млрд лет. Это происходит потому, что по мере сжигания запасов водородного топлива средняя молекулярная масса звезды увеличивается, что приводит к росту температуры ядра и ускорению реакции синтеза.
Межпланетная среда и солнечный ветер.
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300–1200 км/с. Он наполняет околосолнечную область и создаёт гелиосферу — аналог планетарной атмосферы Солнца.
Солнечный ветер влияет на межпланетную среду и порождает различные явления: формирует межпланетное магнитное поле, так как магнитное поле Солнца «вмораживается» в истекающие потоки ветра; создаёт границу гелиосферы, препятствуя проникновению межзвёздного газа в Солнечную систему; на планетах с магнитным полем вызывает полярные сияния, магнитосферу и радиационные пояса; может приводить к магнитным бурям на Земле.
Эволюция Солнечной системы
Солнечная система сформировалась около 4,6 млрд лет назад из гравитационного коллапса межзвёздного молекулярного облака. Большая часть вещества собралась в центре, образовав Солнце, а оставшееся вещество сформировало протопланетный диск, из которого появились планеты и другие тела.
В будущем, примерно через 7 млрд лет, когда запасы водорода в ядре Солнца иссякнут, оно начнёт превращаться в красного гиганта. Внешние слои звезды значительно расширятся, и Солнце может поглотить ближайшие планеты — Меркурий и Венеру. Земля, возможно, избежит поглощения, но станет безжизненной из-за смещения обитаемой зоны.
После фазы красного гиганта Солнце сбросит внешние слои в виде планетарной туманности, а его ядро превратится в белого карлика, который со временем будет остывать и в конечном итоге станет чёрным карликом.
Дополнительные особенности
- Многие планеты имеют спутники, а четыре крупнейшие планеты (газовые гиганты) — ещё и кольца из частиц льда и камня.
- Пространство между Марсом и Юпитером занимает главный пояс астероидов, а за Нептуном расположен пояс Койпера с ледяными объектами.
- Кометы при приближении к Солнцу образуют хвост из льда и пыли.
- Солнечная система движется вокруг центра Млечного Пути со скоростью около 220 км/с, совершая полный оборот (галактический год) примерно за 220–250 млн лет.