Солнечная система — это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В неё входят: центральное тело Солнце, 9 больших планет с их спутниками (которых сейчас известно уже более 60), несколько тысяч малых планет или астероидов (отрыто свыше 5 тыс., в действительности их гораздо больше), несколько сот наблюдавшихся планет и бесчисленное множество метеорных тел.
Большие планеты подразделяются на две основные группы: планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — и планеты юпитерианской группы, или планеты- гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В этой классификации нет места Плутону: и по размерам, и по свойствам он ближе к ледяным спутникам планет-гигантов. Различие планет по физическим свойствам обусловлено тем, что земная группа формировалась ближе к Солнцу, а планеты-гиганты — на очень холодной периферии Солнечной системы. Планеты земной группы сравнительно малы и имеют большую плотность. Основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо. У планет-гигантов нет твёрдой поверхности. За исключением небольших ядер, они образованы преимущественно из водорода и гелия и пребывают в газожидком состоянии. Атмосферы этих планет, постепенно уплотняясь, плавно переходят в жидкую мантию. Основная доля массы Солнечной системы (99,87%) приходится на Солнце. Солнечное тяготение управляет движением почти всех остальных тел системы: планет, комет, астероидов, метеорных тел. Только спутники обращаются вокруг своих планет, притяжение которых из-за их близости оказывается сильнее Солнечного. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении. Это движение именуется прямым. Орбиты планет близки к круговым, а плоскости орбит — к основной плоскости Солнечной системы, так называемой неизменной плоскости Лапласа. Но чем меньше масса, тем сильнее планета нарушает это правило, что видно на примере Меркурия и Плутона. В астрономии принято измерять углы наклона планетных орбит к плоскости эклиптики (т. е. к плоскости орбиты Земли). Величиной, выражающей отклонение формы орбиты от круговой, является эксцентриситет — отношение расстояния между фокусами эллипса к длине его большой оси. Эксцентриситет окружности равен нулю, эксцентриситеты эллипсов больше нуля, но меньше единицы, эксцентриситет параболы считается равным единице. Почти все планеты вращаются вокруг оси также в прямом направлении. Исключение составляют Венера и Уран (последний вращается как бы лёжа на боку — его ось располагается почти в плоскости орбиты). Большинство спутников движутся вокруг своих планет в ту же сторону, в какую вращаются планеты (эти спутники называются регулярными), а их орбиты лежат вблизи экваториальных плоскостей планет. Обратное движение имеют четыре внешних (находящихся на удалённых орбитах) спутника Юпитера — Ананке, Карме, Пасифе и Синопе, внешний спутник Сатурна Феба и спутник Нептуна Тритон. Десять спутников Урана, хотя и являются регулярными, формально считаются обратными, ибо таково вращение самой планеты. Плоскость орбиты Луны близка к плоскости орбиты Земли, а не её экватора. Спутники Юпитера Леда, Гималия, Лиситея, Элара и спутник Сатурна Япет движутся под значительными углами к экваториальным плоскостям планет — от 14 до 29 градусов. По мере перехода к телам всё меньшей массы эксцентриситеты и наклоны орбит возрастают. У астероидов эксцентриситеты достигают значений 03–05 (у некоторых и больше), а наклоны могут доходить до 30 градусов. Все известные астероиды имеют прямое движение. У комет встречаются любые эксцентриситеты и наклоны орбит, причем движение некоторых комет является обратным. Солнечная система вращается, а вращательное движение характеризуется величиной, называемой моментом количества движения. Распределение его среди тел Солнечной системы таково, что нуждается в специальном объяснении. Непреложный закон механики утверждает, что изменение момента количества движения системы может произойти только за счёт внешних воздействий — и никогда за счёт взаимодействия элементов системы между собой. Солнечная система образовалась из образовавшегося газопылевого облака. Его сжатие породило центральное сгущение, которое потом превратилось в Солнце. Частицы, вошедшие в состав Солнца, несли с собой свой момент количества движения. И поскольку они двигались по направлению к оси вращения (т. е. расстояние уменьшалось), то скорость обязана была возрастать — для сохранения момента. Протосолнце, а затем и Солнце должно было вращаться всё быстрее и быстрее. Как уже было сказано, на долю Солнца приходится более 99% массы всей солнечной системы. И при этом Солнце ныне обладает менее чем 2% от общего момента количества движения. Не одно десятилетие бьются астрономы над вопросом: почему Солнце вращается так медленно? Каким образом момент количества движения мог быть передан из внутренних областей Солнечной системы во внешние? Один из механизмов такой передачи известен: приливное трение, тормозящее вращение тела. Однако приливное воздействие планет на Солнце ничтожно и не может быть причиной наблюдаемого эффекта. Другой приводящий к торможению фактор — магнитное поле. Принципиальных возражений подобное объяснение не вызывает, но конкретное решение проблемы применительно к Солнечной системе связано со многими неопределённостями и не является общепризнанным. Возмущающим фактором для планет Солнечной системы является их гравитационное влияние друг на друга. Оно несколько изменяет орбиту по сравнению с той, по которой каждая планета двигалась бы под действием тяготения одного только Солнца. Вопрос в том, могут ли эти возмущения накапливаться вплоть до падения планеты на Солнце, либо удаления её за пределы Солнечной системы, или они имеют периодический характер, и параметры орбиты будут всего лишь колебания вокруг некоторых средних значений. Результаты теоретических и расчётных работ, выполненных астрономами за последние 200 лет, говорят в пользу второго предположения. Об этом же свидетельствуют данные геологии, палеонтологии и других наук о Земле: уже 4,5 млрд. лет расстояние нашей планеты от Солнца практически не меняется. И в будущем ни падение на Солнце, ни уход из Солнечной системы Земле не угрожают. СОДЕРЖАНИЕ |