سیاره ما یک بیضی بزرگ است که از سنگ، فلز و پوشیده از آب و خاک تشکیل شده است. زمین یکی از 9 سیاره ای است که به دور خورشید می چرخند. از نظر اندازه سیارات در رتبه پنجم قرار دارد. خورشید به همراه سیاراتی که به دور آن می چرخند تشکیل می شود. کهکشان ما، کهکشان راه شیری، قطر آن تقریباً 100 هزار سال نوری است (این مدت طول می کشد تا نور به آخرین نقطه یک فضای معین برسد).

سیارات منظومه شمسی بیضی ها را به دور خورشید توصیف می کنند، در حالی که حول محورهای خود نیز می چرخند. چهار سیاره نزدیک به خورشید (عطارد، زهره، زمین، مریخ) درونی و بقیه (مشتری، اورانوس، نپتون، پلوتون) خارجی نامیده می شوند. که در اخیرادانشمندان سیارات زیادی را در منظومه شمسی پیدا کرده اند که از نظر اندازه مساوی یا کمی کوچکتر از پلوتون هستند، بنابراین در نجوم امروزی فقط در مورد هشت سیاره تشکیل دهنده منظومه شمسی صحبت می کنند، اما ما به نظریه استاندارد پایبند خواهیم بود.

زمین در مدار خود به دور خورشید با سرعت 107200 کیلومتر در ساعت (29.8 کیلومتر بر ثانیه) حرکت می کند. علاوه بر این، حول محور میله ای خیالی خود می چرخد ​​که از شمالی ترین و جنوبی ترین نقاط زمین می گذرد. محور زمین با زاویه 66.5 درجه به صفحه دایره البروج متمایل است. دانشمندان محاسبه کرده اند که اگر زمین متوقف شود، فوراً از انرژی سرعت خودش می سوزد. انتهای محور قطب شمال و جنوب نامیده می شود.

زمین مسیر خود را به دور خورشید در یک سال (365.25 روز) توصیف می کند. هر سال چهارم شامل 366 روز است (روزهای اضافی بیش از 4 سال جمع می شوند)، سال کبیسه نامیده می شود. از آنجایی که محور زمین کج است، نیمکره شمالی در ماه ژوئن بیشترین تمایل را به سمت خورشید دارد و نیمکره جنوبی بیشترین تمایل را در ماه دسامبر دارد. در نیمکره ای که در حال حاضر بیشتر متمایل به خورشید است، تابستان است. این بدان معناست که در نیمکره دیگر زمستان است و اکنون کمترین نور خورشید را دارد.

خطوط خیالی که در شمال و جنوب خط استوا قرار دارند، به نام استوایی سرطان و استوایی برج جدی، نشان می‌دهند که پرتوهای خورشید در ظهر به طور عمودی به سطح زمین برخورد می‌کنند. در نیمکره شمالی این اتفاق در ماه ژوئن (گروه حاره سرطان) و در نیمکره جنوبی در ماه دسامبر (تروپیک برج جدی) رخ می دهد.

منظومه شمسی متشکل از 9 سیاره است که به دور خورشید، قمرهای آنها، بسیاری از سیارات کوچک، دنباله دارها و غبار بین سیاره ای می چرخند.

حرکت زمین

زمین تحت 11 حرکت مختلف قرار می گیرد، اما از این میان، حرکت روزانه حول محور خود و چرخش سالانه به دور خورشید از اهمیت جغرافیایی برخوردار است.

در همان زمان، تعاریف زیر معرفی می شود: aphelion - دورترین نقطه در مدار از خورشید (152 میلیون کیلومتر). زمین در 5 جولای از آن عبور می کند. حضیض نزدیکترین نقطه در مدار از خورشید (147 میلیون کیلومتر) است. زمین در 3 ژانویه از آن عبور می کند. طول کل مدار 940 میلیون کیلومتر است.

حرکت زمین حول محور خود از غرب به شرق می رود؛ یک چرخش کامل در 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه انجام می شود. این زمان به عنوان یک روز در نظر گرفته می شود. حرکت روزانه 4 نتیجه دارد:

• فشرده سازی در قطب ها و شکل کروی زمین؛
• تغییر روز و شب، فصول؛
• نیروی کوریولیس (به نام دانشمند فرانسوی G. Coriolis) انحراف اجسام متحرک افقی در نیمکره شمالی به چپ، در نیمکره جنوبی به سمت راست است، این بر جهت حرکت توده های هوا تأثیر می گذارد. جریان های دریاییو غیره.؛
• پدیده های جزر و مدی

مدار زمین دارای چندین نقطه مهم مربوط به اعتدال و انقلاب است. 22 ژوئن انقلاب تابستانی است، زمانی که طولانی ترین در نیمکره شمالی و در نیمکره جنوبی است.
- کوتاه ترین روز سال در دایره قطب شمال و درون آن، این روز یک روز قطبی است؛ در دایره قطب جنوب و درون آن، یک شب قطبی است. 22 دسامبر انقلاب زمستانی است، در نیمکره شمالی کوتاه ترین روز سال، در نیمکره جنوبی طولانی ترین روز سال است. در دایره قطب شمال شب قطبی وجود دارد. دایره قطبی جنوبی - روز قطبی. 21 مارس و 23 سپتامبر روزهای اعتدال بهاری و پاییزی است، زیرا پرتوهای خورشید به صورت عمودی بر روی خط استوا می افتند و در تمام زمین (به جز قطب ها) روز برابر است با شب.

مناطق استوایی موازی با عرض جغرافیایی 23.5 درجه هستند که در آن خورشید تنها یک بار در سال در اوج قرار دارد. بین مناطق استوایی شمالی و جنوبی، خورشید دو بار در سال در اوج خود قرار دارد و فراتر از آنها خورشید هرگز در اوج خود قرار ندارد.

دایره های قطبی (شمالی و جنوبی) - موازی در نیمکره شمالی و جنوبی با عرض جغرافیایی 66.5 درجه که در آن روز و شب قطبی دقیقاً 24 ساعت طول می کشد.

روز و شب قطبی در قطب ها به حداکثر مدت خود (شش ماه) می رسد.

محدوده های زمانی. به منظور تنظیم تفاوت های زمانی ناشی از چرخش زمین به دور محور خود، کره زمین به طور معمول به 24 منطقه زمانی تقسیم می شود. بدون آنها، هیچ کس نمی تواند به این سوال پاسخ دهد: "ساعت در سایر نقاط جهان چند است؟" مرزهای این کمربندها تقریباً با خطوط طول جغرافیایی منطبق است. در هر منطقه زمانی، مردم ساعت های خود را بر اساس زمان محلی خود، بسته به مکان روی زمین تنظیم می کنند. فاصله بین تسمه ها 15 درجه است. در سال 1884، زمان گرینویچ معرفی شد که از نصف النهار عبوری از رصدخانه گرینویچ و دارای طول جغرافیایی 0 درجه محاسبه می شود.

خطوط 180 درجه طول شرقی و غربی بر هم منطبق هستند. این خط مشترک، خط بین المللی تاریخ نامیده می شود. زمان در نقاطی از زمین واقع در غرب این خط در مقایسه با زمان در نقاط شرق این خط 12 ساعت جلوتر است (متقارن با توجه به خط تاریخ بین المللی). زمان در این مناطق همسایه یکسان است، اما سفر به شرق شما را به دیروز می برد، سفر به غرب شما را به فردا می برد.

پارامترهای زمین

• شعاع استوایی - 6378 کیلومتر
• شعاع قطبی - 6357 کیلومتر
• فشرده سازی بیضی زمین - 1:298
• شعاع متوسط ​​- 6371 کیلومتر
• محیط استوا 40076 کیلومتر است
• طول نصف النهار - 40008 کیلومتر
• سطح - 510 میلیون کیلومتر مربع
• حجم - 1.083 تریلیون. کیلومتر 3
• وزن - 5.98 10^24 کیلوگرم
• شتاب جاذبه - 9.81 m/s^2 (پاریس) فاصله زمین تا ماه - 384000 کیلومتر فاصله زمین تا خورشید - 150 میلیون کیلومتر.

منظومه شمسی

سیاره	مدت یک چرخش به دور خورشید	دوران انقلاب حول محور خود (روزها)	میانگین سرعت مداری (km/s)	انحراف مدار، درجه (از صفحه سطح زمین)	جاذبه (مقدار زمین = 1)
سیاره تیر	88 روز	58,65	48	7	0,38
سیاره زهره	224.7 روز.	243	34,9	3,4	0.9
زمین	365.25 روز.	0,9973	29,8	0	1
مریخ	687 روز	1,02-60	24	1,8	0.38
سیاره مشتری	11.86 سال	0,410	12.9	1,3	2,53
زحل	29.46 سال	0,427	9,7	2,5	1,07
اورانوس	84.01 سال	0,45	6,8	0,8	0,92
نپتون	164.8 سال	0,67	5,3	1,8	1,19
پلوتون	247.7 سال	6,3867	4,7	17,2	0.05

سیاره	قطر، کیلومتر	فاصله از خورشید، میلیون کیلومتر	تعداد قمرها	قطر استوا (کیلومتر)	جرم (زمین = 1)	چگالی (آب = 1)	حجم (زمین = 1)
سیاره تیر	4878	58	0	4880	0,055	5,43	0,06
سیاره زهره	12103	108	0	12104	0,814	5,24	0,86
زمین	12756	150	1	12756	1	5,52	1
مریخ	6794	228	2	6794	0,107	3,93	0,15
سیاره مشتری	143800	778	16	142984	317,8	1,33	1323
زحل	120 LLC	1429	17	120536	95,16	0,71	752
اورانوس	52400	2875	15	51118	14,55	1,31	64
نپتون	49400	4504	8	49532	17,23	1,77	54
پلوتون	1100	5913	1	2320	0,0026	1,1	0,01

1 از 21

ارائه با موضوع:

اسلاید شماره 1

توضیحات اسلاید:

اسلاید شماره 2

توضیحات اسلاید:

اکثر مردم اکنون فکر می کنند واضح است که خورشید در مرکز منظومه شمسی قرار دارد، اما مفهوم خورشید مرکزی بلافاصله ظاهر نشد. در قرن دوم میلادی. کلودیوس بطلمیوس مدلی با زمین در مرکز (ژئومرکزی) پیشنهاد کرد. طبق مدل او، زمین و سایر سیارات ساکن هستند و خورشید در مداری بیضوی به دور آنها می چرخد. منجمان و مذهب نظام بطلمیوسی را برای چند صد سال صحیح می‌دانستند. تنها در قرن هفدهم بود که نیکلاس کوپرنیک مدلی از ساختار منظومه شمسی ارائه کرد که در آن خورشید به جای زمین در مرکز قرار داشت. مدل جدید توسط کلیسا رد شد، اما به تدریج مورد پذیرش قرار گرفت زیرا توضیح بهتری برای پدیده های مشاهده شده ارائه می کرد. به اندازه کافی عجیب، اندازه‌گیری‌های اولیه کوپرنیک دقیق‌تر از اندازه‌گیری‌های بطلمیوس نبودند، بلکه بسیار منطقی‌تر بودند.

اسلاید شماره 3

توضیحات اسلاید:

اسلاید شماره 4

توضیحات اسلاید:

اسلاید شماره 5

توضیحات اسلاید:

منظومه شمسی منظومه شمسی گروهی از اجرام نجومی از جمله زمین است که به دور ستاره ای به نام خورشید می چرخند و از نظر گرانشی به آن متصل می شوند. مجموعه خورشید شامل 9 سیاره، تقریبا 50 قمر، بیش از 1000 دنباله دار مشاهده شده و هزاران جرم کوچکتر است که به عنوان سیارک ها و شهاب سنگ ها شناخته می شوند.

اسلاید شماره 6

توضیحات اسلاید:

خورشید خورشید جرم مرکزی منظومه شمسی است. این ستاره یک توپ داغ است - من خودم به زمین نزدیک هستم. قطر آن 109 برابر قطر زمین است. در فاصله 150 میلیون کیلومتری زمین قرار دارد. دمای داخل آن به 15 میلیون درجه می رسد. جرم خورشید 750 برابر بیشتر از مجموع جرم تمام سیاراتی است که در اطراف آن حرکت می کنند.

اسلاید شماره 7

توضیحات اسلاید:

مشتری مشتری پنجمین سیاره از خورشید، بزرگترین سیاره در منظومه شمسی است. مشتری دارای 16 ماهواره و همچنین حلقه ای به عرض حدود 6 هزار کیلومتر است که تقریباً نزدیک به سیاره است. مشتری سطح جامد ندارد، دانشمندان معتقدند که مایع یا حتی گاز است. به دلیل فاصله زیاد از خورشید، دمای سطح این سیاره 130- درجه است.

اسلاید شماره 8

توضیحات اسلاید:

عطارد عطارد نزدیکترین سیاره به خورشید است. سطح عطارد که با موادی از نوع بازالت پوشیده شده است کاملاً تاریک است و بسیار شبیه به سطح ماه است. همراه با دهانه ها (معمولاً کم عمق تر از دهانه های ماه) تپه ها و دره ها وجود دارد. ارتفاع کوه ها می تواند به 4 کیلومتر برسد. در بالای سطح عطارد آثاری از جو بسیار کمیاب وجود دارد که علاوه بر هلیوم حاوی هیدروژن، دی اکسید کربن، کربن، اکسیژن و گازهای نجیب (آرگون، نئون) است. نزدیکی خورشید باعث می شود سطح سیاره تا +400 درجه گرم شود.

اسلاید شماره 9

توضیحات اسلاید:

زحل زحل، ششمین سیاره از خورشید، دومین سیاره بزرگ منظومه شمسی پس از مشتری. متعلق به سیارات غول پیکر است، عمدتا از گازها تشکیل شده است. تقریباً 100٪ جرم آن را هیدروژن و گاز هلیوم تشکیل می دهد. دمای سطح به -170 درجه نزدیک می شود. این سیاره سطح جامد شفافی ندارد؛ مشاهدات نوری به دلیل کدورت جو مانع می شود. زحل دارای رکورد تعداد ماهواره است، حدود 30 ماهواره در حال حاضر شناخته شده است. اعتقاد بر این است که حلقه ها توسط ذرات مختلف، پتاسیم، بلوک هایی با اندازه های مختلف، پوشیده از یخ، برف و یخ تشکیل شده اند.

اسلاید شماره 10

توضیحات اسلاید:

زهره ناهید، دومین سیاره از خورشید، همزاد زمین در منظومه شمسی است. این دو سیاره قطر، جرم، چگالی و ترکیب خاک تقریباً یکسان دارند. در سطح زهره، دهانه‌ها، گسل‌ها و دیگر نشانه‌هایی از فرآیندهای تکتونیکی شدیدی که روی آن رخ می‌دهند، کشف شد. زهره تنها سیاره در منظومه شمسی است که چرخش خود برخلاف جهت چرخش آن به دور خورشید است. زهره ماهواره ندارد. در آسمان از همه ستارگان پرنورتر می درخشد و با چشم غیر مسلح به وضوح قابل مشاهده است. دمای سطح 5000+ است، زیرا جو عمدتاً از CO2 تشکیل شده است

اسلاید شماره 11

توضیحات اسلاید:

اورانوس اورانوس، هفتمین سیاره از خورشید، یکی از سیارات غول پیکر است. برای قرن ها، ستاره شناسان روی زمین فقط پنج "ستاره سرگردان" - سیارات را می شناختند. سال 1781 با کشف سیاره دیگری به نام اورانوس مشخص شد که اولین سیاره ای بود که با استفاده از تلسکوپ کشف شد. اورانوس 18 ماهواره کشف کرده است. جو اورانوس عمدتاً از هیدروژن، هلیوم و متان تشکیل شده است.

اسلاید شماره 12

توضیحات اسلاید:

زمین سومین سیاره از خورشید است. زمین تنها سیاره منظومه شمسی با جوی غنی از اکسیژن است. با تشکر از منحصر به فرد آن در جهان است شرایط طبیعی، به محلی تبدیل شد که زندگی ارگانیک در آن بوجود آمد و توسعه یافت. بر اساس ایده های مدرن، زمین تقریباً 4.6-4.7 میلیارد سال پیش از یک ابر پیش سیاره ای که توسط گرانش خورشید گرفته شده است، تشکیل شده است. تشکیل اولین و باستانی ترین سنگ مورد مطالعه 100 تا 200 میلیون سال طول کشید. ____

اسلاید شماره 13

توضیحات اسلاید:

بر اساس مطالعات لرزه نگاری، زمین به طور معمول به سه منطقه تقسیم می شود: پوسته، گوشته و هسته (در مرکز). لایه بیرونی (پوسته) ضخامت متوسطی در حدود 35 کیلومتر دارد. گوشته زمین که پوسته سیلیکات نیز نامیده می شود، تا عمق تقریباً 35 تا 2885 کیلومتری گسترش یافته است. با یک مرز تیز از پوست جدا می شود. مرز دیگری بین گوشته و هسته خارجی که با روش های لرزه ای کشف شده است در عمق 2775 کیلومتری زمین قرار دارد. در نهایت، در اعماق بیشتر از 5120 کیلومتر جامد وجود دارد هسته داخلیکه 1.7 درصد از جرم زمین را تشکیل می دهد.

اسلاید شماره 14

توضیحات اسلاید:

زمین در مدت 23 ساعت و 56 دقیقه و 4.1 ثانیه به دور محور خود می چرخد. سرعت خطی سطح زمین در استوا حدود 465 متر بر ثانیه است. محور چرخش به صفحه دایره البروج در زاویه 66 درجه و 33 اینچ 22 متمایل است. این تمایل و چرخش سالانه زمین به دور خورشید تغییر فصل را تعیین می کند که برای آب و هوای زمین بسیار مهم است. و چرخش خود - تغییر روز و شب.

توضیحات اسلاید:

نپتون نپتون هشتمین سیاره از خورشید است. میدان مغناطیسی دارد. ستاره شناسان بر این باورند که در زیر جو، در عمق حدود 10000 کیلومتری، نپتون یک "اقیانوس" است که از آب، متان و آمونیاک تشکیل شده است. 8 ماهواره در اطراف نپتون در حال چرخش هستند. بزرگترین آنها تریتون است. این سیاره از نام خدای دریاهای روم باستان نامگذاری شده است. مکان نپتون توسط دانشمندان محاسبه شد و تنها پس از آن با استفاده از تلسکوپ در سال 1864 کشف شد.

اسلاید شماره 17

توضیحات اسلاید:

مریخ مریخ چهارمین سیاره از خورشید است. سطح کیفی جدیدی از تحقیقات مریخ در سال 1965 آغاز شد، زمانی که فضاپیماها برای این اهداف مورد استفاده قرار گرفتند، که ابتدا در اطراف سیاره پرواز کردند و سپس (از سال 1971) روی سطح آن فرود آمدند. گوشته مریخ با سولفید آهن غنی شده است که مقادیر قابل توجهی از آن در سنگ های سطحی مورد مطالعه نیز یافت شد. این سیاره نام خود را به افتخار خدای جنگ روم باستان گرفته است. تغییر قابل توجهی در فصول در این سیاره وجود دارد. دارای دو ماهواره

اسلاید شماره 18

توضیحات اسلاید:

پلوتون پلوتون نهمین سیاره بزرگ منظومه شمسی از خورشید است. در سال 1930، کلاید تومبا، پلوتو را در نزدیکی یکی از مناطقی که توسط محاسبات نظری پیش‌بینی شده بود، کشف کرد. با این حال، جرم پلوتون به قدری کوچک است که این کشف به طور تصادفی و در نتیجه کاوش شدید در بخشی از آسمان که پیش‌بینی‌ها توجه را به آن جلب کرده بود، انجام شد. پلوتون حدود 40 برابر از خورشید دورتر از زمین است. پلوتون تقریباً 250 سال زمینی را صرف یک چرخش به دور خورشید می کند. از زمان کشف، هنوز موفق به انجام یک انقلاب کامل نشده است.

اسلاید شماره 19

توضیحات اسلاید:

بیشترین، بیشترین، بیشترین... عطارد نزدیکترین سیاره به خورشید است. بزرگترین سیاره زحل دارای بیشترین تعداد ماهواره است.

اسلاید شماره 20

توضیحات اسلاید:

کنترل سوالاتبزرگترین سیاره را نام ببرید کوچکترین سیاره نزدیکترین سیاره به خورشید سیاره ای که از حیات پشتیبانی می کند اولین سیاره ای که با تلسکوپ کشف شد کدام سیاره به نام خدای جنگ نامگذاری شد کدام سیاره درخشان ترین حلقه ها را دارد؟ جرم آسمانی که نور و گرما از خود ساطع می کند؟ نام کدام سیاره به نام الهه جنگ و زیبایی است؟ سیاره ای که "در نوک قلم" کشف شد

اسلاید شماره 21

توضیحات اسلاید:

چهار قرن کار سخت دانشمندان - اخترشناسان، ریاضیدانان، فیزیکدانان، که مشاهدات ظریف و مطالعات نظری عمیق انجام دادند - طول کشید تا ویژگی‌های منظومه سیاره‌ای و تا حدودی ماهیت اجسام سیاره‌ای نزدیک به سیاره را کشف کنند. زمین.

ما زمین خود را در میان 9 سیاره بزرگ می بینیم که به دور خورشید می چرخند. آنها بر اساس فاصله از خورشید به ترتیب زیر قرار دارند: عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون، پلوتون. پنج مورد اول از زمان های قدیم شناخته شده اند. اورانوس "به طور تصادفی" توسط هرشل در سال 1781 کشف شد. وجود نپتون در سال 1846 کشف شد (و قبل از آن به طور نظری پیش بینی شده بود). در سال 1930، پلوتون نیز در نزدیکی مکان محاسبه شده نظری کشف شد.

مسیرهای سیارات از دایره ها منحرف می شوند - اینها منحنی های بیضوی کمی دراز هستند. حرکت سیارات بر اساس قوانین کپلر اتفاق می افتد - سریعتر در نزدیکی حضیض- نزدیکترین نقطه مدار به خورشید، کندتر - نزدیک آفلیون. دوره های چرخش به فاصله های متوسط ​​بستگی دارد - در نیمه محور مدار: P = a 3/2. ستاره شناسان فواصل منظومه شمسی را در واحدهای نجومی اندازه گیری می کنند. واحد نجومی میانگین فاصله زمین از خورشید است. برابر با 149.6 میلیون کیلومتر است.

اندازه سیارات اندازه گیری و جرم آنها مشخص شد. برای برخی از سیارات، نحوه چرخش آنها به دور محورهایشان مشخص شده است. جدول 1 اطلاعات مهمی در مورد سیارات و قمرها ارائه می دهد.

بنابراین، زمین واقعاً یک سیاره متوسط ​​هم از نظر موقعیت نسبت به خورشید و هم از نظر اندازه آن است. برای مثال زهره فقط کمی کوچکتر است. چرخش مریخ به دور محورش بسیار شبیه به چرخش زمین است. تغییر فصول سال و موقعیت مناطق آب و هوایی را تعیین می کند سطح زمین. مشتری یک سیاره غول پیکر است. اندازه آن 11 برابر بزرگتر از زمین و جرم آن 318 برابر است. یک ناهنجاری عجیب پلوتو دوردست است که از زمان کشفش حتی یک هشتم مدارش به دور خورشید را کامل نکرده است. پلوتون تقریباً به اندازه عطارد است و بسیاری از ستاره شناسان بر این باورند که آن جسمی است که پس از یک فاجعه از منظومه نپتون فرار کرده است.

مشکل ماهواره های سیاره ای جالب است. تاکنون 31 ماهواره کشف شده است. هفت تای آنها بزرگ هستند. چنین ماهواره هایی ماه یا گانیمد (در مشتری) یا تیتان (در زحل) هستند. آنها تقریباً به اندازه عطارد هستند و فقط کمی کوچکتر از پلوتون یا مریخ هستند. ماهواره های باقی مانده کوچک هستند. قطر آنها فقط در صدها، ده ها یا حتی چندین کیلومتر اندازه گیری می شود.

زحل توسط بسیاری از قمرهای کوچک و توده های گاز و یخ احاطه شده است که با هم حلقه ای را در اطراف سیاره حتی با تلسکوپ های کوچک قابل مشاهده است. ظاهرا مشتری نیز حلقه مشابهی دارد که بسیار ضعیفتر است.

بسیاری از سنگ ها و سنگ های کیهانی خانواده سیارک ها و شهاب سنگ ها را تشکیل می دهند. ستاره شناسان در حال حاضر بیش از 1600 سیاره کوچک و سنگ های بی شماری را می شناسند که اغلب با زمین ملاقات می کنند و به شکل شهاب سنگ به سطح آن می افتند. آنها که با سرعت کیهانی ده ها کیلومتر در ثانیه در جو زمین پرواز می کنند، پدیده گلوله های آتشین و شهاب سنگ ها را تشکیل می دهند. دانشمندان با مطالعه این پدیده‌ها و بررسی شهاب‌سنگ‌ها در آزمایشگاه‌ها، ماهیت و منشأ اجرام کوچک متعددی را که فضای بین سیاره‌ای را مسدود می‌کنند، مشخص می‌کنند. تعداد آنها بسیار زیاد است و جرم کل آنها به جرم زمین نزدیک به نظر می رسد. تمام سیارات کوچک و بسیاری از شهاب سنگ ها در مدارهای بیضی شکل حرکت می کنند و به منظومه شمسی تعلق دارند.

دنباله دارهای بیشتری در منظومه شمسی وجود دارند که هم در مدارهای کوتاه دوره ای و هم در مدارهای بسیار کشیده حرکت می کنند. 30 میلیون سال طول می کشد تا یک دنباله دار به مرزهای منظومه شمسی (مرزهای حوزه نفوذ خورشید) برسد، یعنی 150000 واحد نجومی را طی کند و دوباره به خورشید بازگردد. سر و دم مه‌آلود دنباله‌دارها متشکل از گاز و غباری است که در نتیجه تبخیر یخ‌های «آلوده» واقع در هسته‌های دنباله‌دار به وجود آمده‌اند. دنباله دارها اجسام نسبتاً اخیری هستند که هنوز مقدار زیادی گازهای یخ زده را در خود نگه می دارند.

خورشید به لطف نیروی گرانش خود، حرکت سیارات و دنباله دارها، بلوک های کیهانی و عدد بی نهایتذرات گرد و غبار - ذرات شهاب سنگ. همچنین اثرات دیگری بر سیارات و اجرام کوچک منظومه شمسی دارد.

خورشید یک ستاره است، مانند «میلیاردها ستاره که در آسمان شب می درخشند.

با تعیین فاصله تا خورشید، ستاره شناسان متقاعد شدند که ابعاد آن واقعاً عظیم است. اگرچه در آسمان قطر ظاهری خورشید برابر با ماه یا حتی کمی کمتر است، فاصله تا خورشید (149.6 میلیون کیلومتر یا 1 واحد نجومی) 400 برابر بیشتر از فاصله ماه از زمین است. ; بنابراین، خورشید باید به همان تعداد برابر بزرگتر از ماه باشد. اگر قطر ماه 3.5 هزار کیلومتر باشد، اندازه خورشید 1400 هزار کیلومتر است که 109 برابر بزرگتر از زمین است.

دانشمندان با اندازه گیری مقدار انرژی وارد شده از خورشید و قدرت نور آن، دمای سطح آن را به 6000 درجه دریافت کردند و متقاعد شدند که خورشید یک گلوله گازی غول پیکر داغ است که جرم آن 330000 برابر بیشتر است (یعنی مقدار ماده) زمین و تقریباً 7/10 برابر جرم کل سیارات اصلی.

خورشید نقش تعیین کننده ای در تمام فرآیندهای روی زمین ایفا می کند و بنابراین مطالعه آن نه تنها نظری، بلکه از اهمیت عملی بسیار بالایی نیز برخوردار است.

یک سرویس خورشیدی پیوسته ایجاد شده است که از تلسکوپ های خورشیدی نوری و تلسکوپ های رادیویی برای مشاهده فرآیندهای روی سطح خورشید استفاده می کند. ثبت و مطالعه لکه های خورشیدی - گردابه های غول پیکر الکترومغناطیسی در جو خورشیدی. اندازه آنها گاهی از ده ها و صدها هزار کیلومتر فراتر می رود. شدت میدان های مغناطیسی در نقاطی که اخترشناسان اندازه گیری آنها را آموخته اند اغلب از هزاران گاوس فراتر می رود (گاوس یک واحد شدت است. میدان مغناطیسی). بالای سطح روشن خورشید - فوتوسفر- لایه هایی از گازهای نادرتر و داغ قرار دارند کروموسفر. آنها اغلب از سطح به شکل بالا می آیند برجستگی هاتا ارتفاع صدها هزار کیلومتری. در کروموسفر و حتی در قسمت های بالای جو خورشید - تاج خورشیدیدر هنگام خورشید گرفتگی کامل، گردبادهای عظیم و طوفان ها به وضوح قابل مشاهده است.

این فرآیندها توسط نیروهای الکترومغناطیسی قدرتمند ناشی از ماده یونیزه شده خورشیدی - در پلاسمای خورشیدی - کنترل می شوند.

پرتوهای تاج خورشیدی جریان هایی از ماده خورشیدی هستند - جریان های هسته ای که عمدتاً از هسته های اتمی (عمدتاً هسته های اتم های هیدروژن - پروتون ها) و الکترون ها تشکیل شده اند.

با توجه ویژهانفجارهای روی خورشید در حال مطالعه هستند که منجر به فلاش های پرتوهای فرابنفش و اشعه ایکس، به بیرون راندن ذرات خورشیدی و مقدار زیادی ذرات سخت کیهانی می شود. حدود 30 سال پیش، دانشمندان دریافتند که خورشید منبع امواج رادیویی است. در حال حاضر، در بسیاری از رصدخانه ها در سراسر جهان، تلسکوپ های رادیویی ویژه به طور مداوم خورشید را رصد می کنند و تابش آن را در امواج متر، سانتی متر و میلی متر ثبت می کنند. داده‌های به‌دست‌آمده در قالب سوابق، تصویری از فرآیندهای قدرتمندی را که در سطح خورشید رخ می‌دهند، نشان می‌دهد. هنگامی که انفجارهای غول پیکر در مناطق لکه های خورشیدی رخ می دهد، ستاره شناسان می توانند از انفجارهای رادیویی برای تعیین سرعت ماده خورشیدی استفاده کنند که به ده ها و حتی صدها هزار کیلومتر در ثانیه می رسد. ذرات پرتوهای کیهانی با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند. ذرات سریع کیهانی تولید شده در طی انفجارهای خورشیدی به فضای بین سیاره ای نفوذ می کنند.

علت اصلی تشعشعات خورشیدی و همه فرآیندهای روی خورشید، ظاهراً انرژی اتمی (گرما هسته ای) تولید شده در داخل خورشید است. در دمای 20-13 میلیون درجه در اعماق خورشید، هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود و همزمان بخشی از انرژی درون اتمی آزاد می شود. به نظر می رسد برای حفظ دمای بالای ستارگان برای میلیون ها و میلیاردها سال کافی است.

ستاره شناسان و فیزیکدانان سخت کار می کنند تا ماهیت شراره های خورشیدی را کشف کنند. برخی از محققان بر این باورند که وقتی ماده باردار خورشیدی (گاز یونیزه) در یک میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، فشرده‌سازی جریان‌ها می‌تواند منجر به انفجار شود. آکادمیسین V.A. Ambartsumyan اعتراف می کند که انفجارها در نتیجه رها شدن ماده از مناطق مرکزی به سطح خورشید رخ می دهد که در حالت فوق متراکم "پیش ستاره ای" قرار دارد. انتقال از حالت فوق متراکم به حالت گاز معمولی کمیاب و گرم شده باید منجر به انفجار شود. در برخی از ستارگان، این انفجارها به نسبت فجایع بزرگ کیهانی است.

بدون روشن شدن ماهیت فرآیندهای خورشیدی، درک ویژگی های زمین غیرممکن است، زیرا خورشید نقش تعیین کننده ای در زندگی زمین و سایر سیارات نزدیک به ما دارد. خورشید مقدار عظیمی از نور، گرما، امواج رادیویی و ذرات باردار ساطع می کند. در یک ثانیه، خورشید انرژی را به صدها میلیارد میلیارد کیلووات هدر می دهد، یعنی بیش از هزار برابر بیشتر از آنچه می توان با سوزاندن تمام ذخایر زغال سنگ موجود در زمین به دست آورد. از این انرژی، زمین تنها یک دو میلیاردم بخش را دریافت می کند، اما این مقدار به ده ها هزار میلیون کیلووات می رسد.

حیات گیاهان و جانوران توسط انرژی خورشید پشتیبانی و توسعه می یابد. در همان زمان، فرآیندهای فعالیت خورشیدی - تشعشعات فرابنفش خورشید، جریان های جسمی که از سطح خورشید می گریزند - بسیاری از ویژگی های پدیده های روی زمین را تعیین می کند. وضعیت کمربندهای تابشی اطراف زمین و نوسانات میدان مغناطیسی زمین به آنها بستگی دارد. جریان های پرتوهای فرابنفش سخت و ذرات باردار لایه های بالایی جو ما را یونیزه می کنند و شرایط انتشار امواج رادیویی و شرایط ارتباطات رادیویی را در سطح زمین تعیین می کنند.

هیجان در جو فوقانی(یونوسفر) به لایه های پایین تر، به تروپوسفر، جایی که همه پدیده های آب و هوایی در آن رخ می دهد، منتقل می شود.

چرخه غول پیکر آب ناشی از انرژی خورشیدی - تبخیر آب های اقیانوس ها و انتقال بخار آب و قطرات آب توسط باد - تا حدی به ریتم فعالیت خورشیدی بستگی دارد. به همین دلیل است که چرخه 11 ساله فعالیت خورشیدی بر رشد درختان و گیاهان تأثیر می گذارد. با این حال، هنوز تمام جنبه های این ارتباط بین فرآیندهای خورشیدی و پدیده های روی زمین روشن نشده است. و نه تنها ستاره شناسان، بلکه ژئوفیزیکدانان، متخصصان جو و هیدروسفر، یخ، جریان های زمین و سایر پدیده ها، و همچنین زیست شناسان، فیزیکدانان، رادیوفیزیکدانان و محققان فضایی به طور فشرده همه مظاهر تأثیرات خورشیدی را مطالعه می کنند.

زمین سومین سیاره از خورشید و بزرگترین سیاره زمین است. با این حال، این سیاره تنها پنجمین سیاره بزرگ از نظر اندازه و جرم در منظومه شمسی است، اما در کمال تعجب، چگال ترین سیاره در بین تمام سیارات منظومه است (5.513 کیلوگرم بر متر مکعب). همچنین قابل توجه است که زمین تنها سیاره در منظومه شمسی است که خود مردم آن را به نام یک موجود اسطوره ای نام گذاری نکرده اند - نام آن از کلمه قدیمی انگلیسی "ertha" گرفته شده است که به معنای خاک است.

اعتقاد بر این است که زمین در حدود 4.5 میلیارد سال پیش شکل گرفته است و در حال حاضر تنها سیاره شناخته شده ای است که وجود حیات در آن اصولا امکان پذیر است و شرایط به گونه ای است که زندگی به معنای واقعی کلمه در این سیاره موج می زند.

در طول تاریخ بشر، مردم به دنبال شناخت سیاره خود بوده اند. با این حال، منحنی یادگیری با اشتباهات بسیاری در طول مسیر بسیار بسیار دشوار بود. به عنوان مثال، حتی قبل از وجود رومیان باستان، جهان به صورت مسطح و نه کروی شناخته می شد. دومین مثال واضح این باور است که خورشید به دور زمین می چرخد. تنها در قرن شانزدهم، به لطف کار کوپرنیک، مردم فهمیدند که زمین در واقع فقط یک سیاره است که به دور خورشید می چرخد.

شاید مهم ترین کشف در مورد سیاره ما در دو قرن گذشته این باشد که زمین یک مکان مشترک و منحصر به فرد در منظومه شمسی است. از یک طرف، بسیاری از ویژگی های آن نسبتاً معمولی هستند. به عنوان مثال، اندازه سیاره، فضای داخلی آن و فرآیندهای زمین شناسی: او ساختار داخلیتقریباً مشابه سه سیاره زمینی دیگر در منظومه شمسی است. روی زمین، تقریباً همان فرآیندهای زمین شناسی که سطح را تشکیل می دهد، رخ می دهد که مشخصه سیارات مشابه و بسیاری از ماهواره های سیاره ای است. با این حال، با همه اینها، زمین به سادگی دارد یک عالمهویژگی‌های کاملاً منحصربه‌فردی که آن را به طرز چشمگیری از تقریباً تمام سیارات زمینی شناخته شده در حال حاضر متمایز می‌کند.

یکی از شرایط لازم برای وجود حیات در کره زمین بدون شک جو آن است. تقریباً از 78٪ نیتروژن (N2)، 21٪ اکسیژن (O2) و 1٪ آرگون تشکیل شده است. همچنین حاوی مقادیر بسیار کمی دی اکسید کربن (CO2) و گازهای دیگر است. قابل ذکر است که نیتروژن و اکسیژن برای ایجاد اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و تولید انرژی بیولوژیکی ضروری هستند که بدون آن زندگی نمی تواند وجود داشته باشد. علاوه بر این، اکسیژن موجود در لایه اوزون جو از سطح سیاره محافظت می کند و تشعشعات مضر خورشید را جذب می کند.

جالب اینجاست که مقدار قابل توجهی از اکسیژن موجود در جو در زمین ایجاد می شود. هنگامی که گیاهان دی اکسید کربن اتمسفر را به اکسیژن تبدیل می کنند، به عنوان محصول جانبی فتوسنتز تشکیل می شود. اساساً، این بدان معنی است که بدون گیاهان، میزان دی اکسید کربن در جو بسیار بیشتر و سطح اکسیژن بسیار کمتر خواهد بود. از یک طرف، اگر سطح دی اکسید کربن افزایش یابد، این احتمال وجود دارد که زمین از اثر گلخانه ای مانند این رنج خواهد برد. از سوی دیگر، اگر درصد دی اکسید کربن حتی اندکی کمتر شود، کاهش اثر گلخانه ای منجر به خنک شدن شدید می شود. بنابراین، سطوح فعلی دی اکسید کربن به یک محدوده دمایی ایده آل از -88 درجه سانتیگراد تا 58 درجه سانتیگراد کمک می کند.

هنگام مشاهده زمین از فضا، اولین چیزی که توجه شما را جلب می کند اقیانوس های آب مایع است. از نظر مساحت، اقیانوس ها تقریباً 70 درصد از زمین را پوشانده اند که یکی از منحصر به فردترین ویژگی های سیاره ما است.

مانند جو زمین، وجود آب مایع یک معیار ضروری برای حمایت از حیات است. دانشمندان بر این باورند که حیات روی زمین برای اولین بار 3.8 میلیارد سال پیش در اقیانوس ظاهر شد و توانایی حرکت در خشکی در موجودات زنده خیلی دیرتر ظاهر شد.

سیاره شناسان وجود اقیانوس ها روی زمین را به دو دلیل توضیح می دهند. اولین آنها خود زمین است. این فرض وجود دارد که در طول شکل گیری زمین، جو سیاره قادر به جذب حجم زیادی از بخار آب بوده است. با گذشت زمان مکانیسم های زمین شناسی سیاره و در درجه اول فعالیت های آتشفشانی آن، این بخار آب را در جو منتشر کرد و پس از آن در جو، این بخار متراکم شد و به صورت آب مایع به سطح سیاره سقوط کرد. روایت دیگری حاکی از آن است که منبع آب دنباله‌دارهایی بوده‌اند که در گذشته به سطح زمین سقوط کرده‌اند، یخی که در ترکیب آن‌ها غالب بوده و مخازن موجود روی زمین را تشکیل داده‌اند.

سطح زمین

با اينكه بیشترسطح زمین در زیر اقیانوس های آن قرار دارد، سطح "خشک" دارای بسیاری از ویژگی های متمایز است. هنگامی که زمین را با سایر اجسام جامد در منظومه شمسی مقایسه می کنیم، سطح آن به طور قابل توجهی متفاوت است زیرا دهانه ندارد. به گفته دانشمندان سیاره‌شناسی، این بدان معنا نیست که زمین از برخوردهای متعدد اجسام کوچک کیهانی در امان مانده است، بلکه نشان می‌دهد که شواهد چنین برخوردهایی پاک شده است. ممکن است بسیاری از فرآیندهای زمین شناسی مسئول این امر باشند، اما دانشمندان دو مهم ترین آنها را شناسایی می کنند - هوازدگی و فرسایش. اعتقاد بر این است که از بسیاری جهات این تأثیر دوگانه این عوامل بود که بر پاک شدن آثار دهانه ها از روی زمین تأثیر گذاشت.

بنابراین، هوازدگی ساختارهای سطحی را به قطعات کوچک‌تر می‌شکند، بدون اینکه به روش‌های شیمیایی و فیزیکی قرار گرفتن در معرض جو اشاره کنیم. نمونه ای از هوازدگی شیمیایی باران اسیدی است. نمونه ای از هوازدگی فیزیکی، ساییدگی بستر رودخانه ها به دلیل سنگ های موجود در آب جاری است. مکانیسم دوم، فرسایش، اساساً تأثیر بر تسکین حرکت ذرات آب، یخ، باد یا زمین است. بنابراین ، تحت تأثیر هوازدگی و فرسایش ، دهانه های برخوردی روی سیاره ما "پاک شده" شدند و به همین دلیل برخی از ویژگی های امدادی شکل گرفتند.

دانشمندان همچنین دو مکانیسم زمین شناسی را شناسایی می کنند که به نظر آنها به شکل گیری سطح زمین کمک می کند. اولین چنین مکانیسمی فعالیت آتشفشانی است - فرآیند آزادسازی ماگما (سنگ مذاب) از داخل زمین از طریق شکاف در پوسته آن. شاید دقیقا به دلیل فعالیت های آتشفشانی باشد پوسته زمینتغییر کرد و جزایر شکل گرفتند (جزایر هاوایی نمونه خوبی هستند). مکانیسم دوم ساختمان کوه یا تشکیل کوه ها را در نتیجه فشرده سازی صفحات تکتونیکی تعیین می کند.

ساختار سیاره زمین

مانند سایر سیارات زمینی، زمین از سه جزء تشکیل شده است: هسته، گوشته و پوسته. اکنون علم بر این باور است که هسته سیاره ما از دو لایه مجزا تشکیل شده است: یک هسته داخلی از نیکل جامد و آهن و یک هسته خارجی از نیکل و آهن مذاب. در عین حال، گوشته یک سنگ سیلیکات بسیار متراکم و تقریباً کاملاً جامد است - ضخامت آن تقریباً 2850 کیلومتر است. پوست نیز از سنگ های سیلیکات تشکیل شده و ضخامت آن متفاوت است. در حالی که ضخامت پوسته قاره ای بین 30 تا 40 کیلومتر است، پوسته اقیانوسی بسیار نازک تر است و تنها 6 تا 11 کیلومتر است.

یکی دیگر از ویژگی های متمایز زمین نسبت به سایر سیارات زمینی این است که پوسته آن به صفحات سرد و سفت و سختی تقسیم می شود که روی گوشته داغتری در زیر قرار دارند. علاوه بر این، این صفحات در حرکت دائمی هستند. در امتداد مرزهای آنها، به عنوان یک قاعده، دو فرآیند به طور همزمان رخ می دهد که به عنوان فرورانش و گسترش شناخته می شود. در حین فرورانش، دو صفحه با هم تماس پیدا می‌کنند و زمین‌لرزه ایجاد می‌کنند و یک صفحه روی دیگری سوار می‌شود. فرآیند دوم جداسازی است که در آن دو صفحه از یکدیگر دور می شوند.

مدار و چرخش زمین

تقریباً 365 روز طول می کشد تا زمین مدار خود را به دور خورشید کامل کند. طول سال ما تا حد زیادی به فاصله مداری متوسط ​​زمین که 1.50×10 به توان 8 کیلومتر است مربوط می شود. در این فاصله مداری، به طور متوسط ​​حدود هشت دقیقه و بیست ثانیه طول می کشد تا نور خورشید به سطح زمین برسد.

در گریز از مرکز مداری 0.0167، مدار زمین یکی از دایره ای ترین مدارها در کل منظومه شمسی است. این بدان معنی است که تفاوت بین حضیض زمین و آفلیون نسبتاً کم است. در نتیجه این تفاوت کوچک، شدت نور خورشید روی زمین اساساً در تمام طول سال یکسان باقی می ماند. با این حال، موقعیت زمین در مدار آن یک فصل یا فصل دیگر را تعیین می کند.

شیب محوری زمین تقریباً 23.45 درجه است. در این حالت، زمین بیست و چهار ساعت طول می کشد تا یک چرخش به دور محور خود انجام دهد. این سریعترین چرخش در بین سیارات زمینی است، اما کمی کندتر از تمام سیارات گازی.

در گذشته زمین مرکز کیهان محسوب می شد. به مدت 2000 سال، اخترشناسان باستانی معتقد بودند که زمین ساکن است و سایر اجرام آسمانی در مدارهای دایره ای به دور آن حرکت می کنند. آنها با مشاهده حرکت آشکار خورشید و سیارات هنگام مشاهده از زمین به این نتیجه رسیدند. در سال 1543، کوپرنیک مدل خورشید مرکزی خود را از منظومه شمسی منتشر کرد که خورشید را در مرکز منظومه شمسی قرار می دهد.

زمین تنها سیاره در منظومه است که نام آن از خدایان یا الهه های اساطیری گرفته نشده است (هفت سیاره دیگر در منظومه شمسی به نام خدایان یا الهه های رومی نامگذاری شده اند). این به پنج سیاره قابل مشاهده با چشم غیر مسلح اشاره دارد: عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل. همین رویکرد با نام خدایان روم باستان پس از کشف اورانوس و نپتون مورد استفاده قرار گرفت. خود کلمه "زمین" از کلمه قدیمی انگلیسی "ertha" به معنای خاک گرفته شده است.

زمین متراکم ترین سیاره در منظومه شمسی است. چگالی زمین در هر لایه از سیاره متفاوت است (مثلاً هسته چگالتر از پوسته است). چگالی متوسط ​​این سیاره حدود 5.52 گرم بر سانتی متر مکعب است.

برهم کنش گرانشی بین زمین باعث جزر و مد در زمین می شود. اعتقاد بر این است که ماه توسط نیروهای جزر و مدی زمین مسدود شده است، بنابراین دوره چرخش آن با زمین مصادف است و همیشه با یک سمت به سمت سیاره ما می رود.

محتوا

8. کهکشان ما

1. ساختار و ترکیب منظومه شمسی. دو گروه سیاره

زمین ما یکی از 8 سیاره بزرگی است که به دور خورشید می چرخند. در خورشید است که بخش عمده ای از ماده در منظومه شمسی متمرکز شده است. جرم خورشید 750 برابر جرم تمام سیارات و 330000 برابر جرم زمین است. سیارات و سایر اجرام منظومه شمسی تحت تأثیر گرانش آن به دور خورشید حرکت می کنند.

فواصل بین خورشید و سیارات چندین برابر بزرگتر از اندازه آنها است و تقریباً غیرممکن است که نموداری را ترسیم کنید که مقیاس واحدی را برای خورشید، سیارات و فواصل بین آنها حفظ کند. قطر خورشید 109 برابر بیشتر از قطر زمین است و فاصله بین آنها تقریباً به همان تعداد برابر بیشتر از قطر خورشید است. علاوه بر این، فاصله خورشید تا آخرین سیاره منظومه شمسی (نپتون) 30 برابر بیشتر از فاصله تا زمین است. اگر سیاره خود را به صورت دایره ای به قطر 1 میلی متر نشان دهیم، خورشید در فاصله حدود 11 متری زمین و قطر آن تقریباً 11 سانتی متر خواهد بود. مدار نپتون به صورت دایره ای نشان داده می شود. با شعاع 330 متر. بنابراین، آنها معمولا یک نمودار مدرن از منظومه شمسی ارائه نمی دهند، بلکه فقط یک نقاشی از کتاب کوپرنیک "درباره انقلاب دایره های آسمانی" با سایر نسبت های بسیار تقریبی ارائه می دهند.

توسط خصوصیات فیزیکیسیارات اصلی به دو گروه تقسیم می شوند. یکی از آنها - سیارات زمینی - شامل زمین و عطارد، زهره و مریخ مشابه است. دومی شامل سیارات غول پیکر: مشتری، زحل، اورانوس و نپتون است (جدول 1).

میز 1

موقعیت و مشخصات فیزیکی سیارات اصلی

تا سال 2006، دورترین فاصله از خورشید سیاره بزرگپلوتون در نظر گرفته شد. اکنون این سیاره همراه با دیگر اجرام با اندازه مشابه - سیارک های بزرگ شناخته شده (نگاه کنید به § 4) و اجرام کشف شده در حومه منظومه شمسی - به عنوان یک سیاره کوتوله طبقه بندی می شود.

تقسیم سیارات به گروه ها را می توان با توجه به سه ویژگی (جرم، فشار، چرخش) ردیابی کرد، اما به وضوح - با توجه به چگالی. سیارات متعلق به یک گروه فقط کمی از نظر چگالی متفاوت هستند، در حالی که چگالی متوسط ​​سیارات زمینی تقریباً 5 برابر بیشتر از چگالی متوسط ​​سیارات غول پیکر است (جدول 1 را ببینید).

بیشتر جرم سیارات زمینی از ماده جامد است. زمین و سایر سیارات زمینی از اکسیدها و سایر ترکیبات عناصر شیمیایی سنگین مانند آهن، منیزیم، آلومینیوم و سایر فلزات و همچنین سیلیکون و سایر غیرفلزها تشکیل شده است. چهار عنصر فراوان در پوسته جامد سیاره ما (لیتوسفر) - آهن، اکسیژن، سیلیکون و منیزیم - بیش از 90 درصد جرم آن را تشکیل می دهند.

چگالی کم سیارات غول پیکر (برای زحل کمتر از چگالی آب است) با این واقعیت توضیح داده می شود که آنها عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند که عمدتاً در حالت گازی و مایع هستند. جو این سیارات همچنین حاوی ترکیبات هیدروژنی - متان و آمونیاک است. تفاوت بین سیارات این دو گروه از قبل در مرحله شکل گیری آنها به وجود آمد (به بند 5 مراجعه کنید).

از میان سیارات غول پیکر، مشتری بهترین سیارات مورد مطالعه است، که حتی با یک تلسکوپ مدرسه کوچک، نوارهای تیره و روشن متعددی قابل مشاهده است که به موازات خط استوای سیاره کشیده شده اند. این شکلی است که تشکیلات ابری در جو آن به نظر می رسند که دمای آن تنها 140- درجه سانتیگراد است و فشار تقریباً مشابه سطح زمین است. رنگ قرمز مایل به قهوه ای راه راه ها ظاهراً با این واقعیت توضیح داده می شود که علاوه بر کریستال های آمونیاک که اساس ابرها را تشکیل می دهند، حاوی ناخالصی های مختلفی هستند. تصاویر گرفته شده توسط فضاپیما نشان دهنده ردپایی از فرآیندهای شدید و گاه پایدار جوی است. بنابراین، برای بیش از 350 سال، یک گرداب جوی در مشتری مشاهده شده است که لکه قرمز بزرگ نامیده می شود. در جو زمین، طوفان ها و پادسیکلون ها به طور متوسط ​​حدود یک هفته وجود دارند. جریان ها و ابرهای جوی توسط فضاپیماها در سیارات غول پیکر دیگر ثبت شده اند، هرچند که توسعه کمتری نسبت به مشتری دارند.

ساختار. فرض بر این است که با نزدیک شدن به مرکز سیارات غول پیکر، هیدروژن، به دلیل افزایش فشار، باید از حالت گازی به حالت گاز-مایع که در آن فازهای گازی و مایع آن با هم وجود دارند، عبور کند. در مرکز مشتری، فشار میلیون‌ها برابر بیشتر از فشار جوی است که روی زمین وجود دارد و هیدروژن ویژگی‌های مشخصه فلزات را به دست می‌آورد. در داخل مشتری، هیدروژن فلزی، همراه با سیلیکات ها و فلزات، هسته ای را تشکیل می دهد که اندازه آن تقریباً 1.5 برابر و جرم آن 10 تا 15 برابر بیشتر از زمین است.

وزن. جرم هر یک از سیارات غول پیکر از مجموع سیارات زمینی بیشتر است. بزرگترین سیاره منظومه شمسی، مشتری، 11 برابر قطر و بیش از 300 بار بزرگتر از بزرگترین سیاره زمینی، زمین، بزرگتر است.

چرخش. تفاوت بین سیارات دو گروه هم در این واقعیت آشکار می شود که سیارات غول پیکر با سرعت بیشتری به دور محور خود می چرخند و هم در تعداد ماهواره ها: برای 4 سیاره زمینی فقط 3 ماهواره وجود دارد، برای 4 سیاره غول پیکر بیش از 120 قمر وجود دارد. همه این ماهواره ها از مواد مشابهی مانند سیارات زمینی - سیلیکات ها، اکسیدها و سولفیدهای فلزات و غیره و همچنین آب (یا آب-آمونیاک) یخ تشکیل شده اند. علاوه بر دهانه‌های متعدد منشأ شهاب‌سنگ، گسل‌های تکتونیکی و شکاف‌هایی در پوسته یا پوشش یخی آنها در سطح بسیاری از ماهواره‌ها کشف شد. شگفت‌انگیزترین چیز کشف حدود دوازده آتشفشان فعال در نزدیک‌ترین قمر به مشتری، آیو بود. این اولین مشاهده قابل اعتماد از فعالیت آتشفشانی است نوع زمینخارج از سیاره ما

علاوه بر ماهواره ها، سیارات غول پیکر نیز حلقه هایی دارند که خوشه هایی از اجسام کوچک هستند. آنها به قدری کوچک هستند که به صورت جداگانه قابل مشاهده نیستند. به لطف گردش آنها به دور سیاره، حلقه ها جامد به نظر می رسند، اگرچه برای مثال از طریق حلقه های زحل، هم سطح سیاره و هم ستارگان قابل مشاهده هستند. این حلقه ها در نزدیکی سیاره قرار دارند، جایی که ماهواره های بزرگ نمی توانند وجود داشته باشند.

2. سیارات زمینی. سیستم زمین – ماه

به دلیل وجود یک ماهواره، ماه، زمین اغلب سیاره دوتایی نامیده می شود. این امر هم بر منشأ مشترک آنها و هم بر نسبت نادر جرم سیاره و ماهواره آن تأکید می کند: ماه فقط 81 برابر کوچکتر از زمین است.

اطلاعات دقیق کافی در مورد ماهیت زمین در فصل های بعدی کتاب درسی ارائه خواهد شد. بنابراین، در اینجا ما در مورد بقیه سیارات زمینی و مقایسه آنها با سیارات خودمان و در مورد ماه صحبت خواهیم کرد که اگرچه فقط یک قمر زمین است، اما طبیعتاً یک جرم سیاره ای است.

با وجود منشأ مشترک، ماهیت ماه به طور قابل توجهی با ماهیت زمین متفاوت است که با جرم و اندازه آن تعیین می شود. با توجه به اینکه نیروی گرانش روی سطح ماه 6 برابر کمتر از سطح زمین است، خروج مولکول های گاز از ماه بسیار آسان تر است. بنابراین، ماهواره طبیعی ما فاقد جو و هیدروسفر قابل توجه است.

عدم وجود جو و چرخش آهسته حول محور آن (یک روز در ماه برابر با یک ماه زمینی است) منجر به این واقعیت می شود که سطح ماه در طول روز تا 120 درجه سانتیگراد گرم می شود و در شب سرد می شود. تا -170 درجه سانتیگراد به دلیل فقدان جو، سطح ماه در معرض "بمباران" دائمی شهاب سنگ ها و میکروشهاب سنگ های کوچکتر است که با سرعت کیهانی (ده ها کیلومتر در ثانیه) بر روی آن می افتند. در نتیجه، کل ماه با لایه ای از مواد ریز خرد شده - سنگ سنگ پوشیده شده است. همانطور که فضانوردان آمریکایی که از ماه دیدن کردند و عکس‌های ردپای ماه‌نوردان نشان می‌دهند، سنگ‌لیت از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی (اندازه ذرات، قدرت و غیره) شبیه به شن و ماسه مرطوب است.

هنگامی که اجسام بزرگ بر روی سطح ماه می افتند، دهانه هایی به قطر 200 کیلومتر تشکیل می شوند. دهانه‌هایی با قطر یک متر و حتی یک سانتی‌متر در پانورامای سطح ماه که از فضاپیما به دست می‌آید به وضوح قابل مشاهده هستند.

در شرایط آزمایشگاهی، نمونه‌هایی از سنگ‌ها توسط ایستگاه‌های خودکار ما "لونا" و فضانوردان آمریکایی که از ماه بازدید کردند، تحویل داده شد. سفینه فضایی"آپولو". این امکان به دست آوردن اطلاعات کامل تری را نسبت به هنگام تجزیه و تحلیل سنگ های مریخ و زهره که مستقیماً روی سطح این سیارات انجام می شد، فراهم کرد. سنگ های قمری از نظر ترکیب شبیه به سنگ های زمینی مانند بازالت ها، نوریت ها و آنورتوزیت ها هستند. مجموعه ای از مواد معدنی در سنگ های ماه فقیرتر از سنگ های زمینی است، اما غنی تر از شهاب سنگ ها است. ماهواره ما هیچ‌گونه هیدروسفر یا اتمسفر با ترکیبی از زمین ندارد و هرگز نداشته است. بنابراین هیچ ماده معدنی در محیط آبی و در حضور اکسیژن آزاد وجود ندارد. در مقایسه با سنگ‌های زمینی، سنگ‌های قمری از عناصر فرار تهی می‌شوند، اما محتوای بیشتری از اکسیدهای آهن و آلومینیوم و در برخی موارد تیتانیوم، پتاسیم، عناصر خاکی کمیاب و فسفر دارند. هیچ نشانه ای از حیات حتی به صورت میکروارگانیسم ها یا ترکیبات آلیدر ماه یافت نشد

مناطق روشن ماه - "قاره ها" و تاریک تر - "دریاها" نه تنها از نظر ظاهری، بلکه از نظر امداد، تاریخ زمین شناسی و ترکیب شیمیایی ماده پوشاننده آنها نیز متفاوت هستند. در سطح جوان تر "دریاها" که با گدازه های جامد پوشیده شده است، دهانه های کمتری نسبت به سطح باستانی تر "قاره ها" وجود دارد. در قسمت‌های مختلف ماه، اشکال برجسته‌ای مانند شکاف‌ها قابل توجه است که پوسته در امتداد آن‌ها به صورت عمودی و افقی جابجا می‌شود. در این حالت، فقط کوه‌های گسلی شکل می‌گیرند و هیچ کوه چین خورده‌ای وجود ندارد که تا این حد معمولی سیاره ما، در ماه باشد.

عدم وجود فرآیندهای فرسایش و هوازدگی در ماه به ما این امکان را می دهد که آن را نوعی ذخیره زمین شناسی بدانیم، جایی که تمام اشکال برجسته ای که در این مدت به وجود آمده اند برای میلیون ها و میلیاردها سال حفظ می شوند. بنابراین، مطالعه ماه، درک فرآیندهای زمین شناسی را که در گذشته های دور بر روی زمین رخ داده است، که هیچ اثری از آن در سیاره ما باقی نمانده است، ممکن می سازد.

3. همسایگان ما عطارد، زهره و مریخ هستند

پوسته های زمین - اتمسفر، هیدروسفر و لیتوسفر - با سه حالت کل ماده - جامد، مایع و گاز مطابقت دارند. وجود لیتوسفر یکی از ویژگی های متمایز تمام سیارات زمینی است. شما می توانید لیتوسفرها را بر اساس ساختار با استفاده از شکل 1 و جوها را با استفاده از جدول 2 مقایسه کنید.

جدول 2

ویژگی های جو سیارات زمینی (عطارد جو ندارد)

برنج. 1. ساختار داخلی سیارات زمینی

فرض بر این است که جو مریخ و زهره تا حد زیادی آن اولیه را حفظ کرده اند ترکیب شیمیایی، که جو زمین زمانی آن را داشت. در طی میلیون ها سال، محتوای دی اکسید کربن در جو زمین به طور قابل توجهی کاهش یافته و محتوای اکسیژن افزایش یافته است. این با انحلال دی اکسید کربن در مخازن زمینی توضیح داده می شود که ظاهراً هرگز یخ نمی زد و همچنین آزاد شدن اکسیژن توسط پوشش گیاهی که روی زمین ظاهر شد. چنین فرآیندهایی نه در زهره و نه در مریخ رخ ندادند. علاوه بر این، مطالعات مدرن در مورد ویژگی های تبادل دی اکسید کربن بین جو و زمین (با مشارکت هیدروسفر) می تواند توضیح دهد که چرا زهره آب خود را از دست داد، مریخ یخ زد و زمین برای توسعه حیات مناسب باقی ماند. بنابراین احتمالاً وجود حیات در سیاره ما نه تنها با قرار گرفتن آن در فاصله مطلوب از خورشید توضیح داده می شود.

وجود هیدروسفر یکی از ویژگی های منحصر به فرد سیاره ما است که به آن اجازه تشکیل داد ترکیب مدرنجو و شرایط را برای پیدایش و توسعه حیات در زمین فراهم می کند.

سیاره تیر. این سیاره، کوچکترین و نزدیکترین سیاره به خورشید، از بسیاری جهات شبیه به ماه است که عطارد فقط کمی بزرگتر از آن است. همانطور که در ماه، پرشمارترین و مشخص ترین اجرام دهانه هایی با منشاء شهاب سنگ هستند؛ در سطح سیاره زمین های پست نسبتاً مسطح - "دریاها" و تپه های ناهموار - "قاره ها" وجود دارد. ساختار و خواص لایه سطحی نیز مشابه لایه قمری است.

به دلیل فقدان تقریباً کامل جو، تغییرات دمایی در سطح سیاره در طول روزهای طولانی "عطارد" (176 روز زمینی) حتی مهمتر از ماه است: از 450 تا -180 درجه سانتیگراد.

سیاره زهره. ابعاد و جرم این سیاره نزدیک به زمین است، اما ویژگی های ماهیت آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. مطالعه سطح زهره که توسط لایه‌ای دائمی از ابرها از دید ناظر پنهان شده است، تنها در دهه‌های اخیر به لطف رادار و فناوری موشک و فضایی امکان‌پذیر شده است.

از نظر غلظت ذرات، لایه ابر زهره که مرز بالایی آن در ارتفاع حدود 65 کیلومتری قرار دارد، شبیه مه زمینی با دید چند کیلومتری است. ابرها ممکن است از قطرات اسید سولفوریک غلیظ، بلورهای آن و ذرات گوگرد تشکیل شده باشند. این ابرها به اندازه کافی در برابر تشعشعات خورشیدی شفاف هستند، به طوری که روشنایی سطح زهره تقریباً مشابه زمین در یک روز ابری است.

در بالای نواحی کم ارتفاع سطح زهره، که بیشتر مساحت آن را اشغال می کند، فلات های وسیعی به طول چندین کیلومتر بالا می روند که تقریباً از نظر اندازه با تبت برابری می کند. رشته کوه های واقع در آنها 7-8 کیلومتر ارتفاع دارند و بلندترین آنها تا 12 کیلومتر ارتفاع دارند. این مناطق حاوی آثاری از فعالیت های زمین ساختی و آتشفشانی هستند؛ بزرگترین دهانه آتشفشانی قطر کمی کمتر از 100 کیلومتر دارد. دهانه های شهاب سنگ های زیادی با قطر 10 تا 80 کیلومتر در زهره کشف شده است.

عملاً هیچ نوسان دمایی روزانه در زهره وجود ندارد؛ جو آن حتی در روزهای طولانی گرما را به خوبی حفظ می کند (سیاره یک چرخش به دور محور خود را در 240 روز کامل می کند). این توسط اثر گلخانه ای تسهیل می شود: جو، با وجود لایه ابر، اجازه می دهد مقدار کافینور خورشید و سطح سیاره گرم می شود. با این حال، تابش حرارتی (مادون قرمز) سطح گرم شده تا حد زیادی توسط دی اکسید کربن و ابرهای موجود در جو جذب می شود. به لطف این رژیم حرارتی عجیب، دمای سطح زهره بالاتر از عطارد است که نزدیکتر به خورشید قرار دارد و به 470 درجه سانتیگراد می رسد. تظاهرات اثر گلخانه ای، اگرچه به میزان کمتری، در زمین نیز قابل توجه است: در هوای ابری در شب، خاک و هوا به شدت در هوای صاف سرد نمی شوند. آسمان بی ابرزمانی که یخبندان شبانه ممکن است رخ دهد (شکل 2).

برنج. 2. نمودار اثر گلخانه ای

مریخ. در سطح این سیاره می توان فرورفتگی های بزرگ (با قطر بیش از 2000 کیلومتر) - "دریاها" و مناطق مرتفع - "قاره ها" را تشخیص داد. در سطح آنها، همراه با دهانه های متعدد منشأ شهاب سنگ، مخروط های آتشفشانی غول پیکر به ارتفاع 15-20 کیلومتر، که قطر پایه آن به 500-600 کیلومتر می رسد، کشف شد. اعتقاد بر این است که فعالیت این آتشفشان ها تنها چند صد میلیون سال پیش متوقف شده است. شکل‌های زمین دیگر شامل رشته‌کوه‌ها، سیستم‌های شکاف‌های پوسته‌ای، دره‌های بزرگ و حتی اشیایی هستند که شبیه بستر رودخانه‌های خشک شده هستند. تپه ها در دامنه ها قابل مشاهده هستند و مناطقی وجود دارد که توسط تپه های شنی اشغال شده است. همه اینها و سایر آثار فرسایش جوی فرضیات مربوط به طوفان های گرد و غبار در مریخ را تأیید می کند.

مطالعات ترکیب شیمیایی خاک مریخ که توسط ایستگاه های خودکار وایکینگ انجام شد، محتوای بالای سیلیکون (تا 20٪) و آهن (تا 14٪) در این سنگ ها را نشان داد. به طور خاص، رنگ مایل به قرمز سطح مریخ، همانطور که انتظار می رود، با حضور اکسیدهای آهن به شکل یک ماده معدنی شناخته شده در زمین به عنوان لیمونیت توضیح داده می شود.

شرایط طبیعی در مریخ بسیار سخت است: دمای میانگیندر سطح آن فقط -60 درجه سانتیگراد است و بسیار بندرت مثبت است. در قطب های مریخ، دما به 125- درجه سانتیگراد کاهش می یابد که در آن نه تنها آب یخ می زند، بلکه حتی دی اکسید کربن نیز به یخ خشک تبدیل می شود. ظاهراً کلاهک های قطبی مریخ از مخلوطی از یخ معمولی و خشک تشکیل شده است. به دلیل تغییر فصول که طول هر یک از آنها حدود دو برابر زمین است، یخ های قطبی ذوب می شوند، دی اکسید کربن در جو آزاد می شود و فشار آن افزایش می یابد. اختلاف فشار شرایطی را برای بادهای شدید با سرعت بیش از 100 متر بر ثانیه و وقوع طوفان های گرد و غبار ایجاد می کند. آب کمی در اتمسفر مریخ وجود دارد، اما به احتمال زیاد ذخایر قابل توجه آن در لایه ای از منجمد دائمی، مشابه آنچه در مناطق سرد کره زمین وجود دارد، متمرکز شده است.

4. اجرام کوچک منظومه شمسی

علاوه بر سیارات بزرگ، اجرام کوچک منظومه شمسی نیز به دور خورشید می چرخند: بسیاری از سیارات کوچک و دنباله دارها.

در مجموع تا به امروز بیش از 100 هزار سیاره کوچک کشف شده است که به آنها سیارک (ستاره مانند) نیز می گویند، زیرا به دلیل اندازه کوچک آنها حتی در تلسکوپ نیز به صورت نقاط نورانی شبیه ستاره ها قابل مشاهده هستند. تا همین اواخر، اعتقاد بر این بود که همه آنها عمدتاً بین مدارهای مریخ و مشتری حرکت می کنند و به اصطلاح کمربند سیارکی را تشکیل می دهند. بزرگترین جسم در میان آنها سرس است که قطری در حدود 1000 کیلومتر دارد (شکل 3). باور این است که تعداد کلسیارات کوچکی که ابعاد آنها بیش از 1 کیلومتر است در این کمربند به 1 میلیون می رسد اما حتی در این حالت جرم کل آنها 1000 برابر کمتر از جرم زمین است.

برنج. 3. اندازه های مقایسه ای بزرگترین سیارک ها

هیچ تفاوت اساسی بین سیارک هایی که در فضای بیرونی با تلسکوپ مشاهده می کنیم و شهاب سنگ هایی که پس از سقوط از فضا به زمین به دست انسان می افتند، وجود ندارد. شهاب سنگ ها هیچ کلاس خاصی از اجرام کیهانی را نشان نمی دهند - آنها قطعاتی از سیارک ها هستند. آنها می توانند صدها میلیون سال در مدار خود به دور خورشید حرکت کنند، مانند دیگر اجرام بزرگتر در منظومه شمسی. اما اگر مدار آنها با مدار زمین تلاقی کند، به صورت شهاب سنگ روی سیاره ما سقوط می کنند.

توسعه ابزارهای رصدی، به ویژه نصب ابزار بر روی فضاپیماها، این امکان را فراهم کرده است که بسیاری از اجسام با اندازه های 5 تا 50 متر (تا 4 در ماه) در مجاورت زمین پرواز کنند. تا به امروز، حدود 20 جرم به اندازه یک سیارک (از 50 متر تا 5 کیلومتر) شناخته شده است که مدارهای آنها از نزدیکی سیاره ما می گذرد. نگرانی ها در مورد برخورد احتمالی چنین اجسامی با زمین پس از سقوط دنباله دار شومیکر-لوی 9 به مشتری در ژوئیه 1995 به طور قابل توجهی افزایش یافت. احتمالاً هنوز دلیل خاصی وجود ندارد که باور کنیم تعداد برخوردها با زمین می تواند به میزان قابل توجهی افزایش یابد. به هر حال، ماده شهاب سنگ "ذخیره" در فضای بین سیاره ای به تدریج تخلیه می شود). در میان برخوردهایی که پیامدهای فاجعه باری به همراه داشت، فقط می توان از سقوط شهاب سنگ تونگوسکا در سال 1908 نام برد - جسمی که طبق ایده های مدرن، هسته یک دنباله دار کوچک بود.

با کمک فضاپیماها می توان تصاویری از چند سیاره کوچک از فواصل چند ده هزار کیلومتری به دست آورد. همانطور که انتظار می‌رفت، سنگ‌هایی که سطح آن‌ها را تشکیل می‌دهند شبیه به سنگ‌های رایج در زمین و ماه بودند، به‌ویژه، الیوین و پیروکسن پیدا شدند. این ایده تأیید شد که سیارک‌های کوچک شکلی نامنظم دارند و سطح آن‌ها با دهانه‌هایی پر شده است. بنابراین، ابعاد Gaspra 19x12x11 کیلومتر است. سیارک آیدا (با ابعاد 56x28x28 کیلومتر) دارای یک ماهواره به اندازه 1.5 کیلومتر است که در فاصله 100 کیلومتری از مرکز آن کشف شده است. حدود 50 سیارک مشکوک به چنین "دوگانگی" هستند.

تحقیقات انجام شده در طی 10 تا 15 سال گذشته، فرضیات قبلی را در مورد وجود کمربند دیگری از اجرام کوچک در منظومه شمسی تأیید کرده است. در اینجا، فراتر از مدار نپتون، بیش از 800 جرم با قطر 100 تا 800 کیلومتر کشف شده است که اندازه برخی از آنها بیش از 2000 کیلومتر است. پس از تمام این اکتشافات، پلوتو که قطر آن 2400 کیلومتر است، از جایگاه خود به عنوان یک سیاره بزرگ در منظومه شمسی محروم شد. فرض بر این است که جرم کل اجرام "زانپتون" ممکن است برابر با جرم زمین باشد. این اجرام احتمالاً حاوی مقدار قابل توجهی یخ هستند و بیشتر شبیه به هسته دنباله دارها هستند تا سیارک هایی که بین مریخ و مشتری قرار دارند.

دنباله دارها که با توجه به آنها ظاهر غیر معمول(وجود دم) از قدیم الایام توجه همه مردم را به خود جلب کرده است، تعلق آنها به اجرام کوچک منظومه شمسی تصادفی نیست. علیرغم اندازه چشمگیر دم که می تواند بیش از 100 میلیون کیلومتر طول داشته باشد، و قطر سر که می تواند از خورشید نیز بیشتر باشد، ستاره های دنباله دار به درستی "هیچ چیز قابل مشاهده" نامیده می شوند. ماده بسیار کمی در دنباله دار وجود دارد؛ تقریباً تمام آن در هسته متمرکز شده است، که یک بلوک کوچک (بر اساس استانداردهای کیهانی) از برف و یخ است که با ذرات جامد کوچک با ترکیبات شیمیایی مختلف در هم آمیخته شده است. بنابراین، هسته یکی از معروف ترین دنباله دارها، دنباله دار هالی، که توسط فضاپیمای وگا در سال 1986 تصویربرداری شد، تنها 14 کیلومتر طول و نصف عرض و ضخامت دارد. این «برف کثیف مارس»، که اغلب به هسته‌های دنباله‌دار گفته می‌شود، تقریباً به اندازه پوشش برفی که در یک زمستان در منطقه مسکو باریده بود، آب یخ زده دارد.

ستاره های دنباله دار از دیگر اجرام منظومه شمسی، اول از همه، با شگفتی ظاهرشان متمایز می شوند، که A. S. Pushkin زمانی در مورد آن نوشت: "مثل یک دنباله دار غیرقانونی در دایره نورهای محاسبه شده ..."

اتفاقات سال های اخیر بار دیگر ما را به این موضوع متقاعد کرده است، زمانی که در سال های 1996 و 1997. دو دنباله دار بسیار درخشان حتی با چشم غیر مسلح ظاهر شدند. طبق سنت، آنها از نام کسانی که آنها را کشف کردند - هیاکوتاکی علاقه مند به نجوم ژاپنی و دو آمریکایی - هیل و بوپ - نامگذاری شده اند. چنین دنباله دارهای درخشانی معمولاً هر 10 تا 15 سال یک بار ظاهر می شوند (دنباله دارهایی که فقط از طریق تلسکوپ قابل مشاهده هستند سالانه 15 تا 20 سال مشاهده می شوند). فرض بر این است که چند ده میلیارد دنباله دار در منظومه شمسی وجود دارد و منظومه شمسی توسط یک یا حتی چند ابر دنباله دار احاطه شده است که در فاصله هایی هزاران و ده ها هزار برابر بیشتر از فاصله تا دور خورشید حرکت می کنند. بیرونی ترین سیاره نپتون در آنجا، در این یخچال کیهانی، هسته های دنباله دار برای میلیاردها سال از زمان شکل گیری منظومه شمسی "ذخیره" شده اند.

با نزدیک شدن هسته دنباله دار به خورشید، گرم می شود و گازها و ذرات جامد را از دست می دهد. به تدریج هسته به قطعات کوچکتر و کوچکتر تجزیه می شود. ذراتی که بخشی از آن بودند شروع به چرخش به دور خورشید در مدارهای خود نزدیک به مداری که دنباله‌داری که این بارش شهابی را به وجود آورده بود می‌چرخد. هنگامی که ذرات این جریان در مسیر سیاره ما به هم می رسند، سپس با ورود به جو آن با سرعت کیهانی، به شکل شهاب ها شعله ور می شوند. گرد و غبار باقی مانده پس از نابودی چنین ذره ای به تدریج روی سطح زمین می نشیند.

برخورد با خورشید یا سیارات بزرگ، دنباله دارها می میرند. مواردی که هنگام حرکت در فضای بین سیاره‌ای، هسته‌های دنباله‌دارها به چند قسمت تقسیم می‌شوند، بارها مشاهده شده‌اند. ظاهرا دنباله دار هالی نیز از این سرنوشت در امان نمانده است.

ویژگی های ماهیت فیزیکی سیارات، سیارک ها و دنباله دارها بر اساس مفاهیم کیهان شناسی مدرن توضیح نسبتا خوبی پیدا می کند که به ما امکان می دهد منظومه شمسی را مجموعه ای از اجرام با منشأ مشترک در نظر بگیریم.

5. منشا منظومه شمسی

قدیمی‌ترین سنگ‌هایی که در نمونه‌های خاک و شهاب‌سنگ‌های ماه یافت می‌شوند تقریباً 4.5 میلیارد سال قدمت دارند. محاسبات مربوط به سن خورشید ارزش نزدیکی به دست آورد - 5 میلیارد سال. به طور کلی پذیرفته شده است که تمام اجسامی که در حال حاضر منظومه شمسی را تشکیل می دهند تقریباً 5/4 تا 5 میلیارد سال پیش تشکیل شده اند.

طبق توسعه یافته ترین فرضیه، همه آنها در نتیجه تکامل یک گاز سرد و ابر غبار عظیم شکل گرفته اند. این فرضیه به خوبی بسیاری از ویژگی های ساختار منظومه شمسی را توضیح می دهد، به ویژه تفاوت های قابل توجه بین دو گروه سیاره.

در طی چندین میلیارد سال، خود ابر و مواد تشکیل دهنده آن به طور قابل توجهی تغییر کردند. ذرات تشکیل دهنده این ابر در مدارهای مختلفی به دور خورشید می چرخیدند.

در نتیجه برخی از برخوردها، ذرات از بین رفتند، در حالی که در برخی دیگر آنها به ذرات بزرگتر تبدیل شدند. توده های بزرگتری از ماده به وجود آمدند - جنین های سیارات آینده و اجرام دیگر.

"بمباران" شهاب سنگ سیارات را نیز می توان تاییدی بر این ایده ها در نظر گرفت - در واقع، این ادامه روندی است که در گذشته منجر به شکل گیری آنها شد. در حال حاضر، زمانی که کمتر و کمتر ماده شهاب سنگی در فضای بین سیاره ای باقی می ماند، این روند بسیار کمتر از مراحل اولیه تشکیل سیاره است.

در همان زمان، توزیع مجدد ماده و تمایز آن در ابر اتفاق افتاد. تحت تأثیر گرمای شدید، گازها از مجاورت خورشید تبخیر شدند (عمدتاً رایج ترین آنها در جهان - هیدروژن و هلیوم) و تنها ذرات جامد و نسوز باقی ماندند. از این ماده، زمین، قمر آن ماه و سایر سیارات زمینی تشکیل شدند.

در طول شکل‌گیری سیارات و بعدها در طی میلیاردها سال، فرآیندهای ذوب، تبلور، اکسیداسیون و سایر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در داخل و سطح آن‌ها اتفاق افتاد. این منجر به تغییر قابل توجهی در ترکیب و ساختار اصلی ماده شد که تمام اجسام موجود منظومه شمسی از آن تشکیل شده اند.

دور از خورشید، در حاشیه ابر، این مواد فرار روی ذرات غبار منجمد شدند. محتوای نسبی هیدروژن و هلیوم افزایش یافته است. از این ماده سیارات غول پیکری تشکیل شد که اندازه و جرم آنها به طور قابل توجهی بیشتر از سیارات زمینی است. از این گذشته، حجم قسمت های پیرامونی ابر بیشتر بود و بنابراین جرم ماده ای که سیارات دور از خورشید از آن تشکیل شده بودند بیشتر بود.

داده‌های مربوط به ماهیت و ترکیب شیمیایی ماهواره‌های سیارات غول‌پیکر، که در سال‌های اخیر با استفاده از فضاپیما به دست آمده است، تأیید دیگری بر اعتبار ایده‌های مدرن در مورد منشاء اجسام منظومه شمسی شده است. در شرایطی که هیدروژن و هلیوم که به حاشیه ابر پیش سیاره ای رفتند، بخشی از سیارات غول پیکر شدند، ماهواره های آنها شبیه ماه و سیارات زمینی بودند.

با این حال، همه مواد موجود در ابر پیش سیاره ای به بخشی از سیارات و ماهواره های آنها تبدیل نشدند. بسیاری از لخته های ماده آن هم در داخل منظومه سیاره ای به شکل سیارک ها و حتی اجرام کوچکتر و هم در خارج از آن به شکل هسته های دنباله دار باقی مانده اند.

خورشید، جسم مرکزی منظومه شمسی، نماینده معمولی ستارگان، رایج ترین اجرام در کیهان است. مانند بسیاری از ستارگان دیگر، خورشید یک توپ عظیم گازی است که در میدان گرانش خود تعادل دارد.

از زمین، خورشید را به صورت یک صفحه کوچک می بینیم که قطر زاویه ای آن تقریباً 0.5 درجه است. لبه آن کاملاً با مرز لایه ای که نور از آن می آید مشخص می شود. این لایه از خورشید فوتوسفر (از یونانی به عنوان کره نور ترجمه شده است) نامیده می شود.

خورشید شار تابشی عظیمی را به فضای بیرونی ساطع می کند که تا حد زیادی شرایط روی سطح سیارات و فضای بین سیاره ای را تعیین می کند. مجموع قدرت تابش خورشید، درخشندگی آن 4·1023 کیلو وات است. زمین تنها یک دو میلیاردم تابش خورشید را دریافت می کند. با این حال، این برای به حرکت درآوردن توده های عظیم هوا در جو زمین، برای کنترل آب و هوا و آب و هوا در کره زمین کافی است.

مشخصات فیزیکی اولیه خورشید

جرم (M) = 2 1030 کیلوگرم.

شعاع (R) = 7 108 متر.

چگالی متوسط ​​(p) = 1.4 · 103 کیلوگرم بر متر مکعب.

شتاب گرانش (g) = 2.7 102 m/s2.

بر اساس این داده ها، با استفاده از قانون گرانش جهانی و معادله حالت گاز، می توان شرایط داخل خورشید را محاسبه کرد. چنین محاسباتی به دست آوردن مدلی از خورشید "آرام" را امکان پذیر می کند. فرض بر این است که در هر یک از لایه های آن شرایط تعادل هیدرواستاتیکی مشاهده می شود: عمل نیروهای فشار داخلی گاز با عمل نیروهای گرانشی متعادل می شود. بر اساس داده های مدرن، فشار در مرکز خورشید به 2108 نیوتن بر متر مربع می رسد و چگالی ماده به طور قابل توجهی از چگالی اجسام جامد در شرایط زمینی فراتر می رود: 1.5 105 کیلوگرم بر متر مکعب، یعنی 13 برابر چگالی سرب. . با این وجود، اعمال قوانین گاز برای یک ماده در این حالت با این واقعیت توجیه می شود که یونیزه شده است. ابعاد هسته های اتمی که الکترون های خود را از دست داده اند تقریباً 10 هزار بار کوچکتر از ابعاد خود اتم است. بنابراین، اندازه خود ذرات در مقایسه با فواصل بین آنها ناچیز است. این شرط که یک گاز ایده آل باید آن را برآورده کند، برای مخلوط هسته ها و الکترون های تشکیل دهنده ماده در داخل خورشید، با وجود تراکم بالا. این حالت ماده معمولاً پلاسما نامیده می شود. دمای آن در مرکز خورشید تقریباً به 15 میلیون کلوین می رسد.

با چنین درجه حرارت بالاپروتون‌ها که در پلاسمای خورشیدی غالب هستند، آنقدر سرعت بالایی دارند که می‌توانند بر نیروهای دافعه الکترواستاتیکی غلبه کنند و با یکدیگر تعامل کنند. در نتیجه این تعامل، یک واکنش گرما هسته ای رخ می دهد: چهار پروتون یک ذره آلفا - یک هسته هلیوم را تشکیل می دهند. واکنش با آزاد شدن بخش معینی از انرژی - کوانتوم گاما - همراه است. از اعماق خورشید، این انرژی به دو صورت به بیرون منتقل می شود: توسط تابش، یعنی توسط خود کوانتوم ها، و توسط همرفت، یعنی توسط ماده.

انتشار انرژی و انتقال آن ساختار داخلی خورشید را تعیین می کند: هسته منطقه مرکزی است که در آن واکنش های گرما هسته ای رخ می دهد، منطقه انتقال انرژی توسط تابش و منطقه همرفتی بیرونی. هر یک از این مناطق تقریباً 1/3 شعاع خورشیدی را اشغال می کند (شکل 4).

برنج. 4. ساختار خورشید

پیامد حرکت همرفتی ماده در لایه‌های بالایی خورشید، نوع خاصی از فوتوسفر - دانه‌بندی است. به نظر می رسد فتوسفر از دانه های منفرد - گرانول تشکیل شده است که اندازه آنها به طور متوسط ​​چند صد (تا 1000) کیلومتر است. گرانول جریانی از گاز داغ است که به سمت بالا بالا می رود. در فضاهای تاریک بین گرانول ها گاز خنک تری وجود دارد که فرو می رود. هر گرانول فقط 5-10 دقیقه وجود دارد، سپس یک دانه جدید در جای خود ظاهر می شود که از نظر شکل و اندازه با قبلی متفاوت است. با این حال، تصویر کلی مشاهده شده تغییر نمی کند.

فوتوسفر پایین ترین لایه جو خورشید است. به دلیل انرژی حاصل از درون خورشید، ماده فتوسفر دمایی در حدود 6000 کلوین پیدا می کند. لایه نازک (حدود 10000 کیلومتر) مجاور آن کروموسفر نامیده می شود که بالای آن تاج خورشیدی ده ها خورشید را گسترش می دهد. شعاع (شکل 4 را ببینید). چگالی ماده در تاج با دور شدن از خورشید به تدریج کاهش می یابد، اما جریان پلاسما از تاج (باد خورشیدی) از کل منظومه سیاره ای عبور می کند. اجزای اصلی باد خورشیدی پروتون ها و الکترون ها هستند که بسیار کوچکتر از ذرات آلفا (هسته هلیوم) و سایر یون ها هستند.

به عنوان یک قاعده، مظاهر مختلفی از فعالیت خورشیدی در جو خورشید مشاهده می شود که ماهیت آن توسط رفتار پلاسمای خورشیدی در یک میدان مغناطیسی تعیین می شود - لکه ها، شراره ها، برجستگی ها و غیره. معروف ترین آنها لکه های خورشیدی هستند که کشف شده اند. در آغاز قرن هفدهم. در اولین رصد با تلسکوپ متعاقباً معلوم شد که لکه ها در مناطق نسبتاً کوچکی از خورشید ظاهر می شوند که با میدان های مغناطیسی بسیار قوی متمایز می شوند.

در ابتدا لکه ها به صورت مناطق تاریک کوچک با قطر 2000 تا 3000 کیلومتر مشاهده می شوند. اکثر آنها در عرض 24 ساعت ناپدید می شوند، اما برخی از آنها ده برابر می شوند. چنین لکه هایی می توانند گروه های بزرگی را تشکیل دهند و وجود داشته باشند و شکل و اندازه را برای چندین ماه تغییر دهند، یعنی چندین دور خورشید. لکه های بزرگ در اطراف تاریک ترین قسمت مرکزی (به نام سایه) نیم سایه تیره کمتری دارند. در مرکز لکه، دمای ماده به 4300 کلوین کاهش می یابد. شکی نیست که چنین کاهش دما با عمل میدان مغناطیسی همراه است که همرفت طبیعی را مختل می کند و در نتیجه از هجوم انرژی از پایین جلوگیری می کند. .

قدرتمندترین مظاهر فعالیت خورشیدی، شعله های آتش هستند که در طی آن انرژی تا 1025 ژول گاهی در چند دقیقه آزاد می شود (این انرژی حدود یک میلیارد بمب اتمی است). شراره ها به عنوان افزایش ناگهانی در روشنایی بخش های منفرد خورشید در ناحیه لکه های خورشیدی مشاهده می شوند. از نظر سرعت، فلاش شبیه انفجار است. مدت طغیان شدید به طور متوسط ​​به 3 ساعت می رسد و موارد ضعیف تنها 20 دقیقه طول می کشد. شراره ها همچنین با میدان های مغناطیسی همراه هستند که در این منطقه پس از شعله ور شدن به طور قابل توجهی تغییر می کنند (به عنوان یک قاعده، ضعیف می شوند). با توجه به انرژی میدان مغناطیسی، پلاسما را می توان تا دمای حدود 10 میلیون K گرم کرد. در همان زمان، سرعت جریان آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد و به 1000-1500 کیلومتر بر ثانیه می رسد و انرژی الکترون ها و پروتون های تشکیل دهنده پلاسما افزایش می یابد. با توجه به این انرژی اضافی، انتشار نوری، اشعه ایکس، گاما و رادیویی از شراره ها رخ می دهد.

جریان های پلاسمایی که در طی یک شعله ور شدن ایجاد می شوند ظرف یک یا دو روز به محیط های زمین می رسند و باعث ایجاد طوفان های مغناطیسی و سایر پدیده های ژئوفیزیکی می شوند. به عنوان مثال، هنگام شعله های قوی، قابلیت شنیدن امواج رادیویی موج کوتاه در سراسر نیمکره روشن سیاره ما عملاً متوقف می شود.

بزرگترین تظاهرات فعالیت خورشیدی برجستگی های مشاهده شده در تاج خورشیدی (نگاه کنید به شکل 4) است - ابرهای عظیم گازی که جرم آنها می تواند به میلیاردها تن برسد. برخی از آنها ("آرام") از نظر شکل شبیه پرده های غول پیکر به ضخامت 3-5 هزار کیلومتر، حدود 10 هزار کیلومتر ارتفاع و تا 100 هزار کیلومتر طول هستند که توسط ستون هایی پشتیبانی می شوند که از طریق آنها گاز از تاج به پایین جریان می یابد. آنها به آرامی شکل خود را تغییر می دهند و می توانند چندین ماه وجود داشته باشند. در بسیاری از موارد، برجستگی‌ها حرکت منظم توده‌ها و جت‌های منفرد را در امتداد مسیرهای منحنی نشان می‌دهند، که یادآور خطوط القای میدان مغناطیسی است. در حین شعله‌ها، بخش‌های منفرد برجستگی‌ها می‌توانند با سرعت چند صد کیلومتر در ثانیه به ارتفاعات عظیم - تا 1 میلیون کیلومتر، که از شعاع خورشید فراتر می‌رود، بالا بروند.

تعداد لکه ها و برجستگی ها، فرکانس و قدرت شعله های خورشیدی با تناوب مشخص، هرچند نه چندان دقیق، تغییر می کند - به طور متوسط، این دوره تقریباً 11.2 سال است. بین فرآیندهای حیاتی گیاهان و جانوران، وضعیت سلامت انسان، ناهنجاری های آب و هوا و آب و هوا و سایر پدیده های ژئوفیزیکی و سطح فعالیت خورشیدی ارتباط مشخصی وجود دارد. با این حال، مکانیسم تأثیر فرآیندهای فعالیت خورشیدی بر پدیده‌های زمینی هنوز کاملاً روشن نیست.

7. ستاره ها

خورشید ما به درستی یک ستاره معمولی نامیده می شود. اما در میان تنوع عظیم دنیای ستارگان، تعداد زیادی وجود دارند که از نظر ویژگی های فیزیکی با آن تفاوت بسیار زیادی دارند. بنابراین، تصویر کامل تری از ستارگان با تعریف زیر ارائه می شود:

ستاره یک توده ماده ای جدا شده از نظر گرانشی و محدود به تابش است که در آن واکنش های گرما هسته ای هیدروژن به هلیوم در مقیاس قابل توجهی رخ داده است، یا در حال وقوع است یا خواهد بود.

درخشندگی ستارگان. ما می‌توانیم تمام اطلاعات مربوط به ستارگان را تنها با مطالعه تابش‌هایی که از آنها می‌آیند به دست آوریم. ستارگان از نظر درخشندگی (قدرت تابشی) با یکدیگر بسیار متفاوت هستند: برخی از آنها چندین میلیون بار بیشتر از خورشید انرژی ساطع می کنند و برخی دیگر صدها هزار بار کمتر.

خورشید تنها به این دلیل که از همه ستارگان دیگر به ما نزدیکتر است، به عنوان درخشان ترین جسم در آسمان به نظر می رسد. نزدیکترین آنها، آلفا قنطورس، 270 هزار بار دورتر از خورشید از ما قرار دارد. اگر در این فاصله از خورشید باشید، تقریباً شبیه به درخشان ترین ستاره های صورت فلکی دب اکبر خواهد بود.

فاصله ستاره ها با توجه به اینکه ستاره ها از ما بسیار دور هستند، فقط در نیمه اول قرن نوزدهم. امکان تشخیص اختلاف منظر سالانه آنها و محاسبه فاصله وجود داشت. حتی ارسطو و سپس کوپرنیک می دانستند که در صورت حرکت زمین چه مشاهداتی از موقعیت ستارگان باید انجام شود تا جابجایی آنها را تشخیص دهند. برای انجام این کار، لازم است موقعیت یک ستاره را از دو نقطه متضاد از مدار آن مشاهده کنید. بدیهی است که جهت این ستاره در این مدت تغییر خواهد کرد و هر چه ستاره به آن نزدیکتر باشد، بیشتر است. بنابراین این جابجایی ظاهری (پارالاکسی) ستاره به عنوان معیاری برای فاصله آن عمل خواهد کرد.

منظر سالانه (p) معمولاً به زاویه ای گفته می شود که در آن شعاع (r) مدار زمین از ستاره عمود بر خط دید قابل مشاهده است (شکل 5). این زاویه آنقدر کوچک است (کمتر از 1 اینچ) که نه ارسطو و نه کوپرنیک قادر به تشخیص و اندازه گیری آن نبودند، زیرا آنها مشاهداتی را بدون ابزار نوری انجام دادند.

برنج. 5. اختلاف منظر سالانه ستارگان

واحدهای فاصله تا ستاره ها پارسک و سال نوری است.

پارسک فاصله ای است که اختلاف منظر ستارگان برابر با 1 " است. از این رو نام این واحد: par - از کلمه "parallax" و sec - از کلمه "second" است.

سال نوری مسافتی است که نور با سرعت 300000 کیلومتر بر ثانیه طی یک سال طی می کند.

1 عدد (پارسک) = 3.26 سال نوری.

با تعیین فاصله تا ستاره و میزان تابش از آن می توانید درخشندگی آن را محاسبه کنید.

اگر ستارگان را بر روی نمودار مطابق با درخشندگی و دمای آنها بچینیم، معلوم می شود که بر اساس این ویژگی ها می توان چندین نوع (توالی) ستاره را تشخیص داد (شکل 6): ابرغول ها، غول ها، دنباله اصلی، کوتوله های سفید، خورشید ما به همراه بسیاری از ستارگان دیگر یکی از ستاره های دنباله اصلی است.

برنج. 6. نمودار دما-درخشندگی برای ستارگان نزدیک

دمای ستارگان دمای لایه های بیرونی ستاره که تابش از آن می آید را می توان از روی طیف تعیین کرد. همانطور که مشخص است، رنگ بدن گرم شده به دمای آن بستگی دارد. به عبارت دیگر، موقعیت طول موجی که در آن حداکثر تشعشع رخ می دهد، با افزایش دما، از رنگ قرمز به انتهای بنفش طیف تغییر می کند. در نتیجه، از توزیع انرژی در طیف، دمای لایه های بیرونی ستاره را می توان تعیین کرد. همانطور که مشخص شد، این دما برای انواع مختلف ستارگان از 2500 تا 50000 کلوین متغیر است.

از درخشندگی و دمای شناخته شده یک ستاره، می توان مساحت سطح درخشان آن را محاسبه کرد و در نتیجه اندازه آن را تعیین کرد. مشخص شد که قطر ستارگان غول پیکر صدها برابر بزرگتر از خورشید است و ستارگان کوتوله ده ها و صدها بار کوچکتر هستند.

توده ستارگان در عین حال، از نظر جرم، که مهمترین مشخصه ستارگان است، فقط کمی با خورشید تفاوت دارند. در میان ستارگان، هیچ ستاره ای وجود ندارد که جرمی 100 برابر بیشتر از خورشید داشته باشد و هیچ ستاره ای 10 برابر کمتر از خورشید جرم داشته باشد.

بسته به جرم و اندازه ستارگان، آنها در ساختار درونی خود متفاوت هستند، اگرچه همه آنها تقریباً ترکیب شیمیایی یکسانی دارند (95-98٪ جرم آنها هیدروژن و هلیوم است).

خورشید برای چندین میلیارد سال وجود داشته است و در این مدت کمی تغییر کرده است، زیرا واکنش های گرما هسته ای هنوز در اعماق آن رخ می دهد، در نتیجه یک ذره آلفا از چهار پروتون (هسته هیدروژن) (هسته هلیوم متشکل از دو هسته) تشکیل می شود. پروتون و دو نوترون). ستارگان پرجرمتر ذخایر هیدروژن خود را بسیار سریعتر مصرف می کنند (در طی دهها میلیون سال). پس از "سوختن" هیدروژن، واکنش ها بین هسته های هلیوم با تشکیل ایزوتوپ پایدار کربن 12 و همچنین واکنش های دیگر آغاز می شود که محصولات آنها اکسیژن و تعدادی از عناصر سنگین تر (سدیم، گوگرد، منیزیم، و غیره.). بنابراین، هسته بسیاری از عناصر شیمیایی، از جمله آهن، در اعماق ستاره ها تشکیل می شود.

تشکیل هسته‌های عناصر سنگین‌تر از هسته‌های آهن تنها با جذب انرژی اتفاق می‌افتد، بنابراین واکنش‌های گرما هسته‌ای بیشتر متوقف می‌شوند. برای پرجرم ترین ستارگان، پدیده های فاجعه بار در این لحظه رخ می دهد: ابتدا فشرده سازی سریع (فروپاشی)، و سپس یک انفجار قوی. در نتیجه، ستاره ابتدا به طور قابل توجهی از نظر اندازه افزایش می یابد، درخشندگی آن ده ها میلیون بار افزایش می یابد و سپس لایه های بیرونی خود را به فضای بیرون می ریزد. این پدیده به عنوان یک انفجار ابرنواختری مشاهده می شود که در محل آن یک ستاره نوترونی کوچک به سرعت در حال چرخش - یک تپ اختر باقی می ماند.

بنابراین، ما اکنون می دانیم که تمام عناصر تشکیل دهنده سیاره ما و تمام حیات روی آن در نتیجه واکنش های گرما هسته ای در ستارگان شکل گرفته اند. بنابراین، ستارگان نه تنها رایج‌ترین اجرام در کیهان هستند، بلکه برای درک پدیده‌ها و فرآیندهایی که روی زمین و فراتر از آن اتفاق می‌افتند نیز مهم‌ترین هستند.

8. کهکشان ما

تقریباً تمام اجرام قابل مشاهده با چشم غیرمسلح در نیمکره شمالی آسمان پرستاره یک سیستم واحد از اجرام آسمانی (عمدتاً ستارگان) - کهکشان ما (شکل 7) را تشکیل می دهند.

جزئیات مشخصه آن برای یک ناظر زمینی کهکشان راه شیری است، که در آن اولین مشاهدات با استفاده از تلسکوپ، تشخیص بسیاری از ستارگان کم نور را ممکن ساخت. همانطور که خودتان در هر شب روشن بدون ماه می بینید، در سراسر آسمان به صورت یک نوار روشن، سفید و ناهموار کشیده شده است. احتمالاً کسی را به یاد ردی از شیر ریخته می‌اندازد، و بنابراین، احتمالاً تصادفی نیست که اصطلاح "کهکشان" از کلمه یونانی galaxis که به معنای "شیری، شیری" است.

تنها چیزی که بخشی از کهکشان نیست، یک نقطه سحابی کم‌معنا است که در جهت صورت فلکی آندرومدا قابل مشاهده است و به شکلی شبیه شعله شمع است - سحابی آندرومدا. این منظومه ستاره‌ای دیگر شبیه منظومه ماست که در فاصله 2.3 میلیون سال نوری از ما قرار دارد.

تنها زمانی که در سال 1923 در این سحابی امکان تشخیص چندین مورد از بهترین آنها وجود داشت ستاره های درخشاندانشمندان در نهایت متقاعد شدند که این فقط یک سحابی نیست، بلکه یک کهکشان دیگر است. این رویداد را می توان "کشف" کهکشان ما نیز در نظر گرفت. و موفقیت های بعدی در تحقیقات آن تا حد زیادی به مطالعه کهکشان های دیگر مربوط می شد.

دانش ما از اندازه، ترکیب و ساختار کهکشان عمدتاً در نیم قرن گذشته به دست آمده است. قطر کهکشان ما تقریباً 100 هزار سال نوری (حدود 30 هزار پارسک) است. تعداد ستاره ها حدود 150 میلیارد است و 98 درصد جرم کل آن را تشکیل می دهند. 2 درصد باقیمانده را ماده بین ستاره ای به شکل گاز و غبار تشکیل می دهد.

ستاره ها خوشه هایی با اشکال و تعداد اجسام مختلف - کروی و باز تشکیل می دهند. خوشه های باز حاوی ستاره های نسبتا کمی هستند - از چند ده تا چند هزار. معروف ترین خوشه باز، Pleiades است که در صورت فلکی ثور قابل مشاهده است. در همین صورت فلکی هیادس، مثلثی از ستارگان کم نور در نزدیکی آلدباران درخشان قرار دارند. برخی از ستارگان متعلق به صورت فلکی دب اکبر نیز یک خوشه باز تشکیل می دهند. تقریباً تمام خوشه های این نوع در نزدیکی کهکشان راه شیری قابل مشاهده هستند.

خوشه های ستاره ای کروی حاوی صدها هزار و حتی میلیون ها ستاره هستند. تنها دو مورد از آنها - در صورت فلکی قوس و هرکول - به سختی با چشم غیر مسلح دیده می شوند. خوشه های کروی به طور متفاوتی در کهکشان توزیع شده اند: بیشتر آنها در نزدیکی مرکز آن قرار دارند و با دور شدن از آن، غلظت آنها در فضا کاهش می یابد.

"جمعیت" خوشه های این دو نوع نیز متفاوت است. خوشه های باز عمدتاً متشکل از ستارگانی هستند که (مانند خورشید) به دنباله اصلی تعلق دارند. غول های قرمز و زیرغول های زیادی در کروی وجود دارند.

این تفاوت ها در حال حاضر با تفاوت سنی ستارگانی که بخشی از خوشه های انواع مختلف هستند و در نتیجه سن خود خوشه ها توضیح داده می شود. محاسبات نشان داده اند که بسیاری از خوشه های باز حدود 2 تا 3 میلیارد سال سن دارند، در حالی که خوشه های کروی بسیار قدیمی تر هستند و می توانند به 12 تا 14 میلیارد سال برسند.

از آنجا که توزیع فضایی خوشه های ستارگان منفرد انواع متفاوتو سایر اجرام متفاوت بودند، آنها شروع به تشخیص پنج زیرسیستم کردند که یک سیستم ستاره ای واحد را تشکیل می دهند - کهکشان:

- جوان صاف

- مسطح قدیمی؛

- زیرسیستم میانی "دیسک"؛

- کروی متوسط؛

- کروی.

برنج. 7. ساختار کهکشان

مکان آنها در نموداری نشان داده شده است که ساختار کهکشان را در صفحه ای عمود بر صفحه کهکشان راه شیری نشان می دهد (شکل 7 را ببینید). شکل همچنین موقعیت خورشید و بخش مرکزی کهکشان را نشان می دهد - هسته آن که در جهت صورت فلکی قوس قرار دارد.

اندازه گیری موقعیت نسبی ستارگان در آسمان، ستاره شناسان در آغاز قرن 18. متوجه شد که مختصات برخی از ستارگان درخشان (آلدباران، آرکتوروس و سیریوس) در مقایسه با ستارگان باستانی تغییر کرده است. متعاقباً مشخص شد که سرعت حرکت در فضا برای ستارگان مختلف کاملاً قابل توجه است. "سریعترین" آنها که "ستاره پرنده بارنارد" نام دارد، در طول یک سال 10.8 "در آسمان حرکت می کند. این بدان معنی است که در کمتر از 200 سال از 0.5 درجه (قطر زاویه ای خورشید و ماه) می گذرد. ​​در حال حاضر این ستاره (قدر 9.7) در صورت فلکی اوفیوخوس قرار دارد. اکثر 300000 ستاره حرکت خوداندازه گیری شده، موقعیت آنها را بسیار آهسته تر تغییر دهید - جابجایی تنها صدم و هزارم ثانیه قوسی در سال است. به طور کلی همه ستارگان در مرکز کهکشان حرکت می کنند. خورشید هر 220 میلیون سال یک دور کامل می‌کند.

اطلاعات قابل توجهی در مورد توزیع ماده بین ستاره ای در کهکشان به لطف توسعه ستاره شناسی رادیویی به دست آمد. ابتدا معلوم شد که گاز بین ستاره ای که بخش عمده آن هیدروژن است، شاخه هایی را در اطراف مرکز کهکشان تشکیل می دهد که شکل مارپیچی دارند. همین ساختار را می توان در برخی از انواع ستاره ها ردیابی کرد.

بنابراین، کهکشان ما به رایج ترین کلاس کهکشان های مارپیچی تعلق دارد.

لازم به ذکر است که ماده بین ستاره ای به طور قابل توجهی مطالعه کهکشان را با روش های نوری پیچیده می کند. در حجم فضای اشغال شده توسط ستارگان بسیار نابرابر توزیع شده است. بخش عمده ای از گاز و غبار در نزدیکی صفحه کهکشان راه شیری قرار دارد، جایی که ابرهای عظیمی (به قطر صدها سال نوری) به نام سحابی را تشکیل می دهد. در فضای بین ابرها نیز ماده وجود دارد، هرچند در حالت بسیار کمیاب. شکل کهکشان راه شیری، شکاف های تاریک قابل مشاهده در آن (بزرگترین آنها باعث دوشاخه شدن آن می شود، که از صورت فلکی Aquila تا صورت فلکی عقرب امتداد دارد) با این واقعیت توضیح داده می شود که غبار بین ستاره ای ما را از دیدن نور ستاره ها باز می دارد. واقع در پشت این ابرها دقیقاً چنین ابرهایی هستند که ما را از دیدن هسته کهکشان باز می دارند که فقط با دریافت تابش مادون قرمز و امواج رادیویی که از آن می آیند قابل مطالعه است.

در موارد نادری که یک ستاره داغ در نزدیکی ابری از گاز و غبار قرار می گیرد، این سحابی درخشان می شود. ما آن را می بینیم زیرا غبار نور یک ستاره درخشان را منعکس می کند.

انواع مختلفی از سحابی ها در کهکشان مشاهده می شود که شکل گیری آنها ارتباط نزدیکی با تکامل ستارگان دارد. اینها شامل سحابی های سیاره ای است که به این دلیل نامگذاری شده اند که در تلسکوپ های ضعیف شبیه قرص های سیارات دور - اورانوس و نپتون هستند. اینها لایه های بیرونی ستارگان هستند که در طی فشردگی هسته و تبدیل ستاره به یک کوتوله سفید از آنها جدا شده اند. این پوسته ها در طول چند ده هزار سال در فضای بیرونی گسترش یافته و پراکنده می شوند.

سحابی های دیگر بقایای انفجارهای ابرنواختری هستند. مشهورترین آنها سحابی خرچنگ در صورت فلکی ثور است که حاصل یک انفجار ابرنواختری به قدری درخشان است که در سال 1054 حتی در طول روز به مدت 23 روز قابل مشاهده بود. در داخل این سحابی، یک تپ اختر مشاهده می شود که در آن، با دوره چرخش 0.033 ثانیه، روشنایی در محدوده نوری، اشعه ایکس و رادیویی تغییر می کند. بیش از 500 شیء از این دست در حال حاضر شناخته شده است.

در ستارگان است که در طی واکنش های گرما هسته ای تشکیل بسیاری از عناصر شیمیایی رخ می دهد و در طی انفجارهای ابرنواختری حتی هسته های سنگین تر از آهن نیز تشکیل می شوند. گاز از دست رفته توسط ستارگان با محتوای افزایش یافته عناصر شیمیایی سنگین، ترکیب ماده بین ستاره ای را تغییر می دهد که متعاقباً از آن ستاره ها تشکیل می شوند. بنابراین، ترکیب شیمیایی ستارگان «نسل دوم»، که احتمالاً خورشید ما را نیز شامل می‌شود، تا حدودی با ترکیب ستارگان قدیمی که قبلاً شکل گرفته‌اند، متفاوت است.

9. ساختار و تکامل کیهان

علاوه بر سحابی آندرومدا، دو کهکشان دیگر را می توان با چشم غیرمسلح دید: ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک. آنها فقط در نیمکره جنوبی قابل مشاهده هستند، بنابراین اروپایی ها تنها پس از سفر ماژلان به سراسر جهان در مورد آنها مطلع شدند. اینها ماهواره های کهکشان ما هستند که در فاصله حدود 150 هزار سال نوری از آن قرار دارند. در این فاصله، ستارگانی مانند خورشید نه در تلسکوپ و نه در عکس قابل مشاهده نیستند. ولی در مقادیر زیادستاره های داغ با درخشندگی زیاد - ابرغول ها - مشاهده می شوند.

کهکشان ها منظومه های ستاره ای غول پیکری هستند که از چند میلیون تا چند تریلیون ستاره دارند. علاوه بر این، کهکشان ها حاوی مقادیر مختلفی (بسته به نوع) از ماده بین ستاره ای (به شکل گاز، غبار و پرتوهای کیهانی) هستند.

در بخش مرکزی بسیاری از کهکشان ها یک تراکم وجود دارد که به آن هسته می گویند، جایی که فرآیندهای فعال مرتبط با آزاد شدن انرژی و بیرون راندن ماده انجام می شود.

برخی از کهکشان ها تشعشعات قوی تری در محدوده رادیویی نسبت به ناحیه مرئی طیف ساطع می کنند. به این گونه اجرام کهکشان های رادیویی می گویند. حتی منابع قدرتمندتر انتشار رادیویی اختروش ها هستند که تشعشعات بیشتری نسبت به کهکشان ها در محدوده نوری ساطع می کنند. کوازارها دورترین اجرام شناخته شده در کیهان از ما هستند. برخی از آنها در فواصل بسیار زیاد و بیش از 5 میلیارد سال نوری قرار دارند.

ظاهراً اختروش ها هسته های کهکشانی بسیار فعال هستند. ستارگان اطراف هسته غیرقابل تشخیص هستند زیرا اختروش ها بسیار دور هستند و روشنایی زیاد آنها تشخیص نور ضعیف ستاره ها را دشوار می کند.

مطالعات کهکشان ها نشان داده است که در طیف های آنها خطوط معمولاً به سمت انتهای قرمز یعنی به سمت امواج بلندتر منتقل می شوند. این بدان معنی است که تقریباً همه کهکشان ها (به استثنای تعداد کمی از نزدیکترین آنها) از ما دور می شوند.

با این حال، وجود این قانون اصلاً به این معنی نیست که کهکشان ها از ما دور می شوند، از کهکشان ما به عنوان مرکز. همین الگوی رکود در هر کهکشان دیگری مشاهده خواهد شد. این بدان معنی است که همه کهکشان های مشاهده شده در حال دور شدن از یکدیگر هستند.

بیایید یک توپ بزرگ (کیهان) را در نظر بگیریم که از نقاط منفرد (کهکشان ها) تشکیل شده است که به طور یکنواخت در داخل آن توزیع شده و بر اساس قانون گرانش جهانی برهم کنش دارند. اگر تصور کنیم که در لحظه‌ای از زمان کهکشان‌ها نسبت به یکدیگر بی‌حرکت هستند، در نتیجه جذب متقابل در لحظه‌ی بعد بی‌حرکت نمی‌مانند و شروع به نزدیک شدن به یکدیگر می‌کنند. در نتیجه، جهان منقبض خواهد شد و چگالی ماده در آن شروع به افزایش خواهد کرد. اگر در این لحظه اولیه کهکشان ها از یکدیگر دور می شدند، یعنی جهان در حال انبساط بود، گرانش سرعت حذف متقابل آنها را کاهش می دهد. سرنوشت بیشتر کهکشان هایی که با سرعت معینی از مرکز توپ دور می شوند به نسبت این سرعت به سرعت "دومین کیهانی" برای توپی با شعاع و جرم معین بستگی دارد که از کهکشان های منفرد تشکیل شده است.

اگر سرعت کهکشان ها از سرعت دوم کیهانی بیشتر باشد، آنها به طور نامحدود دور می شوند - جهان به طور نامحدود منبسط می شود. اگر آنها کمتر از دومین مقدار کیهانی باشند، انبساط کیهان باید جای خود را به فشرده سازی بدهد.

بر اساس داده‌های موجود، در حال حاضر نمی‌توان نتیجه‌گیری قطعی در مورد کدام یک از این گزینه‌ها برای تکامل کیهان انجام داد. با این حال، می توان با اطمینان گفت که در گذشته چگالی ماده در کیهان بسیار بیشتر از اکنون بوده است. کهکشان‌ها، ستارگان و سیارات نمی‌توانستند به‌عنوان اجرام مستقلی وجود داشته باشند، و ماده‌ای که اکنون از آن تشکیل شده‌اند از نظر کیفی متفاوت بود و یک محیط همگن، بسیار داغ و متراکم را نشان می‌داد. دمای آن از 10 میلیارد درجه فراتر رفت و چگالی آن بیشتر از چگالی هسته های اتمی بود که 1017 کیلوگرم بر متر مکعب است. این نه تنها با تئوری، بلکه با نتایج مشاهداتی نیز اثبات می شود. همانطور که از محاسبات نظری، همراه با ماده، جهان داغ روشن است مراحل اولیهوجود آن مملو از کوانتاهای تابش الکترومغناطیسی بود که انرژی بالایی داشت. در طول انبساط کیهان، انرژی کوانتوم ها کاهش یافت و در حال حاضر باید معادل 5-6 K باشد. این تشعشع که تابش باقی مانده نامیده می شود، در واقع در سال 1965 کشف شد.

این نظریه نظریه جهان داغ را تأیید کرد که مرحله اولیه آن اغلب بیگ بنگ نامیده می شود. اکنون نظریه ای ایجاد شده است که فرآیندهایی را که از اولین لحظات انبساط جهان در جهان رخ داده است، توصیف می کند. در ابتدا، نه اتم ها و نه حتی هسته های پیچیده اتمی نمی توانستند در جهان وجود داشته باشند. تحت این شرایط، دگرگونی‌های متقابل نوترون‌ها و پروتون‌ها در طول برهمکنش آنها با دیگر ذرات بنیادی رخ می‌دهد: الکترون‌ها، پوزیترون‌ها، نوترینوها و پادنوترینوها. پس از کاهش دمای جهان به 1 میلیارد درجه، انرژی کوانتوم ها و ذرات برای جلوگیری از تشکیل ساده ترین هسته های اتم های دوتریوم، تریتیوم، هلیوم-3 و هلیوم-4 کافی نبود. حدود 3 دقیقه پس از شروع انبساط کیهان، نسبت خاصی از محتوای هسته های هیدروژن (حدود 70٪) و هسته های هلیوم (حدود 30٪) در آن ایجاد شد. این نسبت پس از آن برای میلیاردها سال حفظ شد تا اینکه کهکشان ها و ستارگان از این ماده تشکیل شدند که در اعماق آن هسته های اتمی پیچیده تری در نتیجه واکنش های گرما هسته ای شکل گرفتند. در محیط بین ستاره ای، شرایط برای تشکیل اتم های خنثی و سپس مولکول ها ایجاد شد.

تصویری از تکامل کیهان که در برابر ما گشوده شده است شگفت انگیز و شگفت انگیز است. بدون تعجب، نباید فراموش کنیم که همه اینها توسط مردی کشف شد - ساکن یک ذره کوچک غبار که در آن گم شده بود. فضاهای بی کرانکیهان، ساکن سیاره زمین.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Concepts علوم طبیعی مدرن. با راهنمای مطالعه M. 1999

2. Petrosova R.A., Golov V.P., Sivoglazov V.I., Strout E.K. علوم طبیعی و اکولوژی پایه. آموزشبرای آموزش متوسطه موسسات آموزشی. M.: Bustard, 2007, 303 pp.

3. Savchenko V.N., Smagin V.P.. آغاز مفاهیم و اصول علوم طبیعی مدرن. آموزش. روستوف-آن-دون. 2006.