Mūsų planeta yra didžiulis elipsoidas, susidedantis iš uolienų, metalų ir padengtas vandeniu bei dirvožemiu. Žemė yra viena iš devynių planetų, kurios sukasi aplink Saulę; užima penktą vietą pagal planetų dydį. Saulė kartu su aplink ją besisukančiomis planetomis susidaro. Mūsų galaktikos, Paukščių Tako, skersmuo yra apie 100 000 šviesmečių (tiek laiko užtrunka, kol šviesa nukeliauja į paskutinį tam tikros erdvės tašką).

Saulės sistemos planetos apibūdina elipses aplink saulę, kartu sukasi aplink savo ašis. Keturios arčiausiai Saulės esančios planetos (Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas) vadinamos vidinėmis, likusios (Jupiteris, Uranas, Neptūnas, Plutonas) – išorinėmis. IN Pastaruoju metu mokslininkai Saulės sistemoje aptiko daug planetų, kurių dydis yra lygus Plutonui arba šiek tiek mažesnis už jį, todėl šiandien astronomijoje kalbama tik apie aštuonias Saulės sistemą sudarančias planetas, bet mes pasiliksime prie standartinės teorijos.

Žemė savo orbitoje aplink Saulę juda 107 200 km/h (29,8 km/s) greičiu. Be to, jis sukasi aplink savo ašį įsivaizduojamo strypo, einančio per šiauriausius ir piečiausius Žemės taškus. Žemės ašis į ekliptikos plokštumą pasvirusi 66,5° kampu. Mokslininkai apskaičiavo, kad jei Žemė sustotų, ji akimirksniu išdegtų nuo savo greičio energijos. Ašies galai vadinami Šiaurės ir Pietų ašigaliais.

Žemė aprašo savo kelią aplink Saulę per vienerius metus (365,25 dienos). Kas ketvirtus metus sudaro 366 dienos (per 4 metus susikaupia papildoma diena), tai vadinama keliamaisiais metais. Dėl to, kad žemės ašis turi pasvirimą, šiaurinis pusrutulis labiausiai linkęs Saulės birželį, o pietinis – gruodį. Pusrutulyje, kuris šiuo metu labiausiai linkęs į Saulę, yra vasara. Tai reiškia, kad kitame pusrutulyje žiema ir dabar jis mažiausiai apšviestas saulės spindulių.

Įsivaizduojamos linijos, einančios į šiaurę ir pietus nuo pusiaujo, vadinamos Vėžio ir Ožiaragio tropiku, rodo, kur saulės spinduliai vidurdienį krenta vertikaliai į Žemės paviršių. Šiauriniame pusrutulyje tai vyksta birželį (vėžio tropikas), o pietiniame pusrutulyje – gruodį (Ožiaragio tropikas).

Saulės sistemą sudaro devynios aplink Saulę skriejančios planetos, jų palydovai, daug mažų planetų, kometų ir tarpplanetinių dulkių.

Žemės judėjimas

Žemė atlieka 11 skirtingų judesių, tačiau iš jų kasdienis judėjimas aplink ašį ir metinis apsisukimas aplink Saulę turi svarbią geografinę reikšmę.

Šiuo atveju įvedami tokie apibrėžimai: afelis yra labiausiai nutolęs nuo Saulės orbitos taškas (152 mln. km). Žemė per ją praskrieja liepos 5 d. Perihelionas yra arčiausiai Saulės esantis orbitos taškas (147 mln. km). Žemė per ją praskrieja sausio 3 d. Bendras orbitos ilgis yra 940 milijonų km.

Žemės judėjimas aplink savo ašį vyksta iš vakarų į rytus, pilnas apsisukimas trunka 23 valandas 56 minutes 4 sekundes. Šis laikas imamas kaip diena. Kasdienis judėjimas turi 4 pasekmes:

• Suspaudimas ties ašigaliais ir sferinė Žemės forma;
• Dienos ir nakties, sezonų kaita;
• Koriolio jėga (pavadinta prancūzų mokslininko G. Koriolio vardu) – tai horizontaliai judančių kūnų nuokrypis Šiaurės pusrutulyje į kairę, Pietų pusrutulyje į dešinę, tai turi įtakos oro masių judėjimo krypčiai, jūros srovės ir kt.;
• potvynių reiškiniai.

Žemės orbitoje yra keli svarbūs taškai, atitinkantys lygiadienių ir saulėgrįžų dienas. Birželio 22-oji – vasaros saulėgrįžos diena, kai Šiaurės pusrutulyje – ilgiausia, o pietiniame
– trumpiausia metų diena. Ant poliarinio rato ir jo viduje šią dieną – poliarinė diena, pietiniame poliariniame rate ir jo viduje – poliarinė naktis. Gruodžio 22-oji yra žiemos saulėgrįža, trumpiausia metų diena šiauriniame pusrutulyje ir ilgiausia diena pietų pusrutulyje. Poliariniame rate – poliarinė naktis. Pietų poliarinis ratas – poliarinė diena. Kovo 21 ir rugsėjo 23 dienos yra pavasario ir rudens lygiadienių dienos, nes Saulės spinduliai vertikaliai krenta į pusiaują, visoje Žemėje (išskyrus ašigalius) diena lygi nakčiai.

Tropikai - paralelės su 23,5 ° platumos, kuriose Saulė yra zenite tik kartą per metus. Tarp Šiaurės ir Pietų atogrąžų Saulė zenite būna du kartus per metus, o už jų ribų Saulė niekada nėra zenite.

Poliariniai ratai (šiaurinis ir pietinis) yra paralelės šiauriniame ir pietiniame pusrutuliuose, kurių platumos yra 66,5 °, kuriose poliarinė diena ir naktis trunka lygiai vieną dieną.

Poliarinė diena ir naktis pasiekia maksimalią savo trukmę (šešis mėnesius) ties ašigaliais.

Laiko juostos. Siekiant reguliuoti laiko skirtumus, atsirandančius dėl Žemės sukimosi aplink savo ašį, Žemės rutulys sutartinai skirstomas į 24 laiko juostas. Be jų niekas negalėtų atsakyti į klausimą: „Koks laikas kituose pasaulio kraštuose?“. Šių juostų ribos maždaug sutampa su ilgumos linijomis. Kiekvienoje laiko juostoje žmonės nustato savo laikrodžius pagal savo vietos laiką, priklausomai nuo taško Žemėje. Tarpas tarp diržų yra 15°. 1884 m. buvo įvestas Grinvičo laikas, kuris skaičiuojamas nuo dienovidinio, einančio per Grinvičo observatoriją ir kurio ilguma yra 0 °.

180° rytų ir vakarų ilgumos linijos sutampa. Ši bendra linija vadinama tarptautine datos linija. Laikas Žemės taškuose, esančiuose į vakarus nuo šios linijos, yra 12 valandų prieš laiką taškuose, esančiuose į rytus nuo šios linijos (simetriškas datos linijos atžvilgiu). Laikas šiose gretimose zonose sutampa, tačiau keliaudami į rytus atsiduriate vakarykštėje, o keliaudami į vakarus atsiduriate rytoj.

Žemės parametrai

• Pusiaujo spindulys – 6378 km
• Poliarinis spindulys – 6357 km
• Žemės elipsoido suspaudimas – 1:298
• Vidutinis spindulys – 6371 km
• Pusiaujo apimtis – 40 076 km
• Meridiano ilgis – 40 008 km
• Paviršius – 510 mln km2
• Apimtis – 1,083 trln. km3
• Svoris - 5,98 10 ^ 24 kg
• Laisvo kritimo pagreitis – 9,81 m/s^2 (Paryžius) Atstumas nuo Žemės iki Mėnulio – 384 000 km Atstumas nuo Žemės iki Saulės – 150 mln.

Saulės sistema

Planeta	Vieno apsisukimo aplink saulę trukmė	Apsisukimo aplink savo ašį laikotarpis (dienos)	Vidutinis orbitos greitis (km/s)	Orbitos nuokrypis, deg (nuo Žemės paviršiaus plokštumos)	Gravitacija (Žemės vertė = 1)
Merkurijus	88 dienos	58,65	48	7	0,38
Venera	224,7 dienos	243	34,9	3,4	0.9
Žemė	365,25 dienos	0,9973	29,8	0	1
Marsas	687 dienos	1,02-60	24	1,8	0.38
Jupiteris	11,86 metų	0,410	12.9	1,3	2,53
Saturnas	29,46 metų	0,427	9,7	2,5	1,07
Uranas	84,01 metų	0,45	6,8	0,8	0,92
Neptūnas	164,8 metų	0,67	5,3	1,8	1,19
Plutonas	247,7 metų	6,3867	4,7	17,2	0.05

Planeta	Skersmuo, km	Atstumas nuo Saulės, milijonais km	Mėnulių skaičius	Pusiaujo skersmuo (km)	Masė (Žemė = 1)	Tankis (vanduo = 1)	Tūris (Earth = 1)
Merkurijus	4878	58	0	4880	0,055	5,43	0,06
Venera	12103	108	0	12104	0,814	5,24	0,86
Žemė	12756	150	1	12756	1	5,52	1
Marsas	6794	228	2	6794	0,107	3,93	0,15
Jupiteris	143800	778	16	142984	317,8	1,33	1323
Saturnas	120 OOO	1429	17	120536	95,16	0,71	752
Uranas	52400	2875	15	51118	14,55	1,31	64
Neptūnas	49400	4504	8	49532	17,23	1,77	54
Plutonas	1100	5913	1	2320	0,0026	1,1	0,01

1 iš 21

Pristatymas tema:

skaidrės numeris 1

Skaidrės aprašymas:

skaidrės numeris 2

Skaidrės aprašymas:

Dabar dauguma žmonių savaime suprantama, kad Saulė yra Saulės sistemos centre, tačiau heliocentrinė koncepcija atsirado ne iš karto. II amžiuje po Kr. Klaudijus Ptolemėjus pasiūlė modelį su Žeme centre (geocentrinis). Pagal jo modelį Žemė ir kitos planetos yra nejudančios, o saulė aplink jas sukasi elipsės formos orbita. Ptolemėjo sistemą astronomai ir religija laikė teisinga kelis šimtus metų. Tik XVII amžiuje Nikolajus Kopernikas sukūrė Saulės sistemos struktūros modelį, kuriame Saulė buvo centre, o ne Žemė. Naujasis modelis buvo atmestas bažnyčios, bet palaipsniui įsitvirtino, nes geriau paaiškino pastebėtus reiškinius. Kaip bebūtų keista, pradiniai Koperniko matavimai nebuvo tikslesni nei Ptolemėjo, tik jie buvo daug prasmingesni.

skaidrės numeris 3

Skaidrės aprašymas:

skaidrės numeris 4

Skaidrės aprašymas:

skaidrės numeris 5

Skaidrės aprašymas:

SAULĖS SISTEMA Saulės sistema yra astronominių kūnų, įskaitant Žemę, grupė, skriejančių ir gravitaciškai susietų su žvaigžde, vadinama Saule. Saulės apygardą sudaro devynios planetos, maždaug 50 palydovų, daugiau nei 1000 stebėtų kometų ir tūkstančiai mažesnių kūnų, žinomų kaip asteroidai ir meteoritai).

skaidrės numeris 6

Skaidrės aprašymas:

Saulė Saulė yra centrinis Saulės sistemos dangaus kūnas. Ši žvaigždė yra karštas kamuolys – aš pats esu arti Žemės. Jo skersmuo yra 109 kartus didesnis už Žemės skersmenį. Jis yra 150 milijonų km atstumu nuo Žemės. Jo viduje temperatūra siekia 15 milijonų laipsnių. Saulės masė yra 750 kartų didesnė už visų aplink ją judančių planetų masę kartu paėmus.

skaidrės numeris 7

Skaidrės aprašymas:

Jupiteris Jupiteris yra penktoji planeta nuo Saulės ir didžiausia planeta Saulės sistemoje. Jupiteris turi 16 palydovų, taip pat apie 6 tūkstančių km pločio žiedą, beveik greta planetos. Jupiteris neturi kieto paviršiaus, mokslininkai teigia, kad jis yra skystas ar net dujinis. Dėl didelio atstumo nuo Saulės šios planetos paviršiaus temperatūra siekia -130 laipsnių.

skaidrės numeris 8

Skaidrės aprašymas:

Merkurijus Merkurijus yra arčiausiai Saulės esanti planeta. Merkurijaus paviršius, padengtas bazalto tipo medžiaga, gana tamsus, labai panašus į Mėnulio paviršių. Kartu su krateriais (paprastai ne tokie gilūs nei Mėnulyje) yra kalvos ir slėniai. Kalnų aukštis gali siekti 4 km.. Virš Merkurijaus paviršiaus matosi labai išretėjusios atmosferos pėdsakai, kuriuose, be helio, taip pat yra vandenilio, anglies dioksido, anglies, deguonies ir tauriųjų dujų (argono, neono). Dėl Saulės artumo planetos paviršius įkaista iki +400 laipsnių.

skaidrės numeris 9

Skaidrės aprašymas:

Saturnas Saturnas, šeštoji planeta nuo Saulės, antra pagal dydį planeta Saulės sistemoje po Jupiterio; reiškia milžiniškas planetas, daugiausia susideda iš dujų. Beveik 100% jo masės sudaro vandenilis ir helio dujos. Paviršiaus temperatūra artėja prie -170 laipsnių. Planeta neturi aiškaus kieto paviršiaus, optinius stebėjimus apsunkina atmosferos neskaidrumas. Saturnas turi rekordinį palydovų skaičių, dabar žinoma apie 30. Manoma, kad žiedus sudaro įvairios dalelės, kalis, įvairaus dydžio blokai, padengti ledu, sniegu, šerkšnu.

skaidrės numeris 10

Skaidrės aprašymas:

Venera Venera, antroji planeta nuo Saulės, yra Žemės dvynė Saulės sistemoje. Dviejų planetų skersmuo, masė, tankis ir dirvožemio sudėtis yra maždaug vienodi. Veneros paviršiuje aptikta kraterių, lūžių ir kitų intensyvių tektoninių procesų požymių. Venera yra vienintelė Saulės sistemos planeta, kurios sukimasis yra priešingas jos apsisukimo aplink saulę krypčiai. Venera neturi palydovų. Danguje jis šviečia ryškiau už visas žvaigždes ir yra aiškiai matomas plika akimi. Temperatūra paviršiuje +5000, nes atmosfera, kurią daugiausia sudaro CO2

skaidrės numeris 11

Skaidrės aprašymas:

Uranas Uranas, septintoji planeta nuo Saulės, yra viena iš milžiniškų planetų. Daugelį amžių Žemės astronomai žinojo tik penkias „klaidžiojančias žvaigždes“ – planetas. 1781-ieji buvo pažymėti kitos planetos, pavadintos Uranu, atradimu, kuri tapo pirmąja atrasta naudojant teleskopą. Uranas turi 18 mėnulių. Urano atmosferą daugiausia sudaro vandenilis, helis ir metanas.

skaidrės numeris 12

Skaidrės aprašymas:

Žemė yra trečioji planeta nuo Saulės. Žemė yra vienintelė Saulės sistemos planeta, turinti atmosferą, kurioje gausu deguonies. Dėl savo unikalumo visatoje gamtinės sąlygos, tapo vieta, kur atsirado ir vystėsi organinė gyvybė. Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, Žemė susiformavo maždaug prieš 4,6–4,7 milijardo metų iš protoplanetinio debesies, kurį užfiksavo Saulės trauka. Pirmosios, seniausios iš tyrinėtų uolienų susidarymas truko 100–200 milijonų metų. ____

skaidrės numeris 13

Skaidrės aprašymas:

Remiantis seisminiais tyrimais, Žemė tradiciškai skirstoma į tris sritis: plutą, mantiją ir šerdį (centre). Išorinis sluoksnis (pluta) yra vidutiniškai apie 35 km storio. Maždaug iki 35–2885 km gylio tęsiasi Žemės mantija, kuri dar vadinama silikatiniu apvalkalu. Nuo žievės jis atskirtas aštriu kraštu. Kita seisminiais metodais aptikta riba tarp mantijos ir išorinės šerdies yra 2775 km gylyje. Galiausiai daugiau nei 5120 km gylyje yra kieta vidinė šerdis, kuris sudaro 1,7% Žemės masės.

skaidrės numeris 14

Skaidrės aprašymas:

Žemė aplink savo ašį apsisuka per 23 valandas 56 minutes 4,1 sekundės. Tiesinis Žemės paviršiaus greitis ties pusiauju yra apie 465 m/s. Sukimosi ašis į ekliptikos plokštumą pasvirusi 66° 33 „22“ kampu.Šis posvyris ir metinis Žemės apsisukimas aplink Saulę lemia metų laikų kaitą, o tai nepaprastai svarbu Žemės klimatui, o savo sukimąsi – dienos ir nakties kaitą.

Skaidrės aprašymas:

Neptūnas Neptūnas yra aštuntoji planeta nuo Saulės. Jis turi magnetinį lauką. Astronomai mano, kad žemiau atmosferos, maždaug 10 000 km gylyje, Neptūnas yra „vandenynas“, susidedantis iš vandens, metano ir amoniako. Aplink Neptūną juda 8 palydovai. Didžiausias iš jų yra Tritonas. Ši planeta pavadinta senovės romėnų jūros dievo vardu. Neptūno vietą apskaičiavo mokslininkai ir tik tada jis buvo aptiktas teleskopu 1864 m.

skaidrės numeris 17

Skaidrės aprašymas:

Marsas Marsas yra ketvirtoji planeta nuo Saulės. Kokybiškai naujas Marso tyrinėjimo lygis prasidėjo 1965 m., kai šiems tikslams pradėti naudoti erdvėlaiviai, kurie iš pradžių apskriejo planetą, o vėliau (nuo 1971 m.) nusileido į jos paviršių. Marso mantija yra praturtinta geležies sulfidu, kurio nemaži kiekiai rasta ir tirtose paviršiaus uolienose. Planeta gavo savo pavadinimą senovės romėnų karo dievo garbei. Planetoje pastebima metų laikų kaita. Turi du palydovus.

skaidrės numeris 18

Skaidrės aprašymas:

Plutonas Plutonas yra devinta pagal dydį Saulės planeta Saulės sistemoje. 1930 m. Clyde'as Thombaugas atrado Plutoną netoli vieno iš teoriniais skaičiavimais numatytų regionų. Tačiau Plutono masė yra tokia maža, kad atradimas buvo padarytas atsitiktinai, intensyviai tyrinėjant tą dangaus dalį, į kurią buvo atkreiptas dėmesys. Plutonas yra maždaug 40 kartų toliau nuo Saulės nei Žemė. Vienam apsisukimui aplink Saulę Plutonas praleidžia beveik 250 Žemės metų. Nuo atradimo jam dar nepavyko padaryti nė vienos pilnos revoliucijos.

skaidrės numeris 19

Skaidrės aprašymas:

Daugiausia, dauguma, daugiausia ... Merkurijus yra arčiausiai saulės planetaPlutonas yra toliausiai nuo saulės planetaVeneroje aukščiausia paviršiaus temperatūraTik Žemėje yra gyvybė Veneroje, diena ilgesnė nei metusJupiteris yra didžiausia planetaSaturnas turi didžiausią palydovų skaičius Plutonas yra mažiausia planetaJupiteris yra šalčiausia » Saturno planeta atrodo neįprastai ir spalvingiausia.

skaidrės numeris 20

Skaidrės aprašymas:

Kontroliniai klausimai Išvardykite didžiausią planetą? Įvardykite mažiausią planetą? Arčiausiai saulės esanti planeta? Planeta, kurioje egzistuoja gyvybė? Planeta, kuri pirmą kartą buvo atrasta teleskopu? Kuri planeta buvo pavadinta karo dievo vardu? Kuri planeta turi ryškiausius žiedus? Dangaus kūnas, skleidžiantis šviesą ir šilumą? Kuri planeta buvo pavadinta karo ir grožio deivės vardu? Planeta, kuri buvo atrasta „rašiklio gale“

skaidrės numeris 21

Skaidrės aprašymas:

Norint išsiaiškinti planetų sistemos ypatybes ir tam tikru mastu artimiausių planetų kūnų prigimtį, prireikė keturių šimtmečių sunkaus mokslininkų – astronomų, matematikų, fizikų, atlikusių geriausius stebėjimus, gilių teorinių tyrimų. Žemė.

Mes matome savo Žemę tarp devynių didelių planetų, besisukančių aplink Saulę. Jie išsidėstę pagal atstumą nuo Saulės tokia tvarka: Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas, Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas, Plutonas. Pirmieji penki žinomi nuo seniausių laikų. Uraną „netyčia“ atrado Herschelis 1781 m. Neptūno egzistavimas buvo atrastas 1846 m. ​​(o prieš tai buvo teoriškai prognozuojamas). 1930 metais netoli teoriškai apskaičiuotos vietos buvo aptiktas ir Plutonas.

Planetų keliai nukrypsta nuo apskritimų – tai šiek tiek pailgos elipsės formos kreivės. Planetos juda pagal Keplerio dėsnius – arti greičiau perihelio- orbitos taškas, esantis arčiausiai Saulės, lėtesnis - šalia afelis. Apsisukimo periodai priklauso nuo vidutinių atstumų – orbitos pusašyje: P = a 3/2. Astronomai atstumus Saulės sistemoje matuoja astronominiais vienetais. Astronominis vienetas yra vidutinis Žemės atstumas nuo Saulės. Tai lygu 149,6 milijono km.

Išmatuoti planetų dydžiai, nustatytos jų masės. Kai kurioms planetoms nustatyta, kaip jos sukasi aplink savo ašis. 1 lentelėje pateikiama svarbi informacija apie planetas ir atskirus mėnulius.

Taigi Žemė iš tiesų yra vidutinė planeta tiek saulės atžvilgiu, tiek pagal dydį. Pavyzdžiui, Venera yra tik šiek tiek mažesnė. Marso sukimasis aplink savo ašį labai panašus į Žemės sukimąsi; tai lemia metų laikų kaitą ir klimato zonų padėtį žemės paviršiaus. Jupiteris yra milžiniška planeta. Jis yra 11 kartų didesnis už Žemės skersmenį ir 318 kartų didesnis masės. Įdomi anomalija – tolimas Plutonas, kuris nuo atradimo neaplenkė nė aštuntosios savo orbitos aplink Saulę. Plutonas yra beveik tokio pat dydžio kaip Merkurijus, ir daugelis astronomų mano, kad tai kūnas, pabėgęs po kokios nors katastrofos iš Neptūno sistemos.

Įdomi problema yra planetų palydovai. Iki šiol buvo aptiktas 31 palydovas. Septynios iš jų yra didelės. Tokie palydovai yra Mėnulis arba Ganimedas (prie Jupiterio) arba Titanas (prie Saturno). Jie yra beveik Merkurijaus dydžio ir tik šiek tiek mažesni už Plutoną ar Marsą. Likę palydovai yra maži. Jų skersmenys matuojami tik šimtais, dešimtimis ar net keliais kilometrais.

Saturną supa daug mažų mėnulių ir dujų bei ledo masių, kurios kartu sudaro žiedą, matomą aplink planetą net ir mažais teleskopais. Matyt, panašus žiedas, tik gerokai silpnesnis, randamas ir Jupiteryje.

Daugybė kosminių riedulių ir akmenų sudaro asteroidų ir meteoroidų šeimą. Astronomai jau žino daugiau nei 1600 mažųjų planetų ir nesuskaičiuojamą daugybę akmenų, kurie, dažnai susitikę su Žeme, krenta ant jos paviršiaus meteoritų pavidalu. Kosminiu dešimčių kilometrų per sekundę greičiu skrisdami per žemės atmosferą, jie sudaro ugnies kamuolių ir meteorų reiškinius. Tyrinėdami šiuos reiškinius, tirdami meteoritus laboratorijose, mokslininkai nustato daugybės mažų kūnų, „užkemšančių“ tarpplanetinę erdvę, prigimtį ir kilmę. Jų skaičius labai didelis, o bendra masė, matyt, artėja prie Žemės masės. Visos mažosios planetos ir daugelis meteoroidų juda elipsinėmis orbitomis ir priklauso Saulės sistemai.

Saulės sistemoje yra dar daugiau kometų, judančių tiek trumpomis periodinėmis, tiek labai pailgomis orbitomis. Kometa užtrunka 30 milijonų metų, kad pasiektų Saulės sistemos ribas (Saulės veikimo sferos ribas), tai yra, pralenktų 150 000 astronominių vienetų ir vėl sugrįžtų į Saulę. Miglotas kometų galvas ir uodegas sudaro dujos ir dulkės, susidarančios išgaruojant „užterštam“ ledui, randamam kometų branduoliuose. Kometos yra palyginti neseniai susiformavę kūnai, vis dar sulaikantys daug užšalusių dujų.

Saulė savo traukos jėgos dėka kontroliuoja planetų ir kometų judėjimą, erdvės blokus ir begalinis skaičius dulkių dalelės – meteorų dalelės. Jis taip pat turi kitokį poveikį planetoms ir mažiems Saulės sistemos kūnams.

Saulė yra žvaigždė kaip „milijardai žvaigždžių, šviečiančių naktiniame danguje.

Astronomai, nustatę atstumą iki Saulės, įsitikino, kad jos matmenys išties milžiniški. Nors danguje tariamasis Saulės skersmuo lygus mėnulio ar net šiek tiek mažesnis, atstumas iki Saulės (149,6 mln. km, arba 1 astronominis vienetas) yra 400 kartų didesnis nei Mėnulio atstumas nuo Žemės; todėl tiek pat kartų Saulė turi būti didesnė už Mėnulį. Jei Mėnulio skersmuo yra 3,5 tūkst. km, tai Saulės dydis yra 1400 tūkst. km, 109 kartus didesnis nei Žemės.

Išmatavę iš Saulės gaunamos energijos kiekį ir jos šviesos stiprumą, mokslininkai nustatė jos paviršiaus temperatūrą, siekiančią 6000°, ir įsitikino, kad Saulė yra milžiniškas karštų dujų rutulys, 330 000 kartų didesnis (t. y. medžiagos kiekis) Žemė ir beveik 7/10 kartų didesnė už bendrą visų pagrindinių planetų masę.

Saulė vaidina lemiamą vaidmenį visuose Žemės procesuose, todėl jos tyrimas turi ne tik teorinę, bet ir didelę praktinę reikšmę.

Sukurta nuolatinė Saulės tarnyba, kuri optinių saulės teleskopų, taip pat radijo teleskopų pagalba atlieka Saulės paviršiuje vykstančių procesų stebėjimus. Saulės dėmių – milžiniškų elektromagnetinių sūkurių registravimas ir tyrimas saulės atmosfera. Jų matmenys kartais viršija dešimtis ir šimtus tūkstančių kilometrų; magnetinių laukų stiprumas taškuose, kuriuos astronomai išmoko išmatuoti, dažnai viršija tūkstančius gausų (Gauss yra stiprumo vienetas magnetinis laukas). Virš šviesaus Saulės paviršiaus - fotosfera- yra retesnių, karštų dujų sluoksniai chromosfera. Jie dažnai pakyla nuo paviršiaus formoje iškilimaisį šimtų tūkstančių kilometrų aukštį. Chromosferoje ir net viršutinėse Saulės atmosferos dalyse - saulės korona, aiškiai matomas per visišką saulės užtemimą, vyksta grandioziniai viesulai ir audros.

Šiuos procesus valdo galingos elektromagnetinės jėgos, kylančios jonizuotoje saulės medžiagoje – saulės plazmoje.

Saulės vainiko spinduliai yra saulės medžiagos srautai - korpuskuliniai srautai, daugiausia susidedantys iš atomų branduolių (daugiausia vandenilio atomų branduolių - protonų) ir elektronų.

SU ypatingas dėmesys Tiriami Saulės sprogimai, sukeliantys ultravioletinių ir rentgeno spindulių blyksnius, saulės korpusų ir didžiulio kiekio kietųjų kosminių dalelių išmetimą. Maždaug prieš 30 metų mokslininkai atrado, kad Saulė yra radijo bangų šaltinis. Dabar daugelyje pasaulio observatorijų specialūs radijo teleskopai nuolat stebi Saulę ir registruoja jos spinduliuotę metrų, centimetro ir milimetro bangomis. Įrašų pavidalu gauti duomenys atskleidžia galingų procesų, vykstančių Saulės paviršiuje, vaizdą. Kai saulės dėmių regionuose įvyksta milžiniški sprogimai, astronomai gali nustatyti saulės medžiagos greitį iš radijo spinduliuotės pliūpsnių, pasiekiančių dešimtis ir net šimtus tūkstančių kilometrų per sekundę. Greičiu, artimu šviesos greičiui, veržiasi kosminių spindulių dalelės. Dėl saulės sprogimų greitos kosminės dalelės prasiskverbia tarpplanetinėje erdvėje.

Matyt, pagrindinė saulės spinduliuotės ir visų Saulėje vykstančių procesų priežastis yra Saulės viduje generuojama atominė (termobranduolinė) energija. Esant 13-20 milijonų laipsnių temperatūrai Saulės žarnyne, vandenilis virsta heliu ir išsiskiria dalis atominės energijos. Pasirodo, kad to pakanka išlaikyti aukštą žvaigždžių temperatūrą milijonus ir milijardus metų.

Astronomai ir fizikai sunkiai dirba, kad atskleistų saulės blyksnių prigimtį. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad įkrautos saulės medžiagos (jonizuotų dujų) judėjimas magnetiniame lauke gali suspausti srautus ir sukelti sprogimus. Akademikas V. A. Ambartsumyanas pripažįsta, kad sprogimai įvyksta dėl to, kad ant Saulės paviršiaus išsiskiria medžiaga iš centrinių sričių, kuri yra supertankioje „priešžvaigždinėje“ būsenoje. Perėjimas iš itin tankios būsenos į įprastų retų, šildomų dujų būseną turėtų sukelti sprogimus. Kai kuriose žvaigždėse šie sprogimai įgauna grandiozinių kosminių katastrofų mastą.

Neišsiaiškinus Saulės procesų prigimties, neįmanoma suprasti Žemės ypatybių, nes Saulė vaidina lemiamą vaidmenį Žemės ir kitų arčiausiai mūsų esančių planetų gyvenime. Saulė skleidžia didžiulį kiekį šviesos, šilumos, radijo bangų, įkrautų dalelių. Per sekundę Saulė eikvoja energiją, pasiekdama šimtus milijardų milijardų kilovatų, tai yra daugiau nei tūkstantį kartų daugiau nei būtų galima gauti sudeginus visas Žemėje esančias anglies atsargas. Šios energijos Žemė gauna tik vieną dviejų milijardų dalį, tačiau net ir tai sudaro dešimtis tūkstančių milijonų kilovatų.

Augalų ir gyvūnų gyvybę palaiko ir vysto Saulės energija. Tuo pačiu metu Saulės aktyvumo procesai – Saulės ultravioletinė spinduliuotė, korpuskuliniai srautai, išeinantys iš Saulės paviršiaus – lemia daugelį reiškinių Žemėje ypatybių. Nuo jų priklauso aplink Žemę esančių spinduliuotės juostų būklė ir žemės magnetinio lauko svyravimai. Kietosios ultravioletinės spinduliuotės ir įkrautų dalelių srautai jonizuoja viršutinius mūsų atmosferos sluoksnius ir lemia radijo bangų sklidimo sąlygas, radijo ryšio sąlygas žemės paviršiuje.

Sužadinimas viduje viršutinė atmosfera(jonosfera) perduodama į žemesnius sluoksnius, į troposferą, kur žaidžiami visi oro reiškiniai.

Saulės energijos sukeltas milžiniškas vandens ciklas – vandenynų vandenų garavimas ir vandens garų bei vandens lašelių pernešimas vėjais – tam tikru mastu priklauso nuo saulės aktyvumo ritmo. Štai kodėl 11 metų saulės aktyvumo ciklas turi įtakos medžių ir augalų augimui. Tačiau toli gražu ne visi šio Saulės procesų ir reiškinių Žemėje ryšio aspektai buvo išaiškinti. Ir ne tik astronomai, bet ir geofizikai, atmosferos ir hidrosferos, ledo, sausumos srovių ir kitų reiškinių specialistai, taip pat biologai, fizikai, radiofizikai ir kosmoso tyrinėtojai intensyviai tiria visas saulės poveikio apraiškas.

Žemė yra trečia planeta nuo Saulės ir didžiausia iš sausumos planetų. Tačiau ji yra tik penkta pagal dydį ir masę Saulės sistemos planeta, tačiau, stebėtinai, tankiausia iš visų sistemos planetų (5,513 kg / m3). Pastebėtina ir tai, kad Žemė yra vienintelė Saulės sistemos planeta, kurios patys žmonės nepavadino mitologinės būtybės vardu – jos pavadinimas kilęs iš seno angliško žodžio „ertha“, reiškiančio dirvožemį.

Manoma, kad Žemė susiformavo maždaug prieš 4,5 milijardo metų ir šiuo metu yra vienintelė žinoma planeta, kurioje gyvybė apskritai įmanoma, o sąlygos yra tokios, kad gyvybė joje knibždėte knibžda.

Per visą žmonijos istoriją žmonės stengėsi suprasti savo gimtąją planetą. Tačiau mokymosi kreivė pasirodė labai, labai sunki, pakeliui buvo padaryta daug klaidų. Pavyzdžiui, dar iki senovės romėnų egzistavimo pasaulis buvo suprantamas kaip plokščias, o ne sferinis. Antras aiškus pavyzdys yra įsitikinimas, kad saulė sukasi aplink žemę. Tik XVI amžiuje, Koperniko darbo dėka, žmonės sužinojo, kad žemė iš tikrųjų yra tik planeta, besisukanti aplink saulę.

Bene svarbiausias atradimas, susijęs su mūsų planeta per pastaruosius du šimtmečius, yra tai, kad Žemė yra ir bendra, ir unikali vieta Saulės sistemoje. Viena vertus, daugelis jo savybių yra gana įprastos. Paimkime, pavyzdžiui, planetos dydį, jos vidinę ir geologiniai procesai: ji vidinė struktūra praktiškai identiškos kitoms trims antžeminėms Saulės sistemos planetoms. Žemėje vyksta beveik tie patys paviršių formuojantys geologiniai procesai, būdingi panašioms planetoms ir daugeliui planetų palydovų. Tačiau visa tai Žemė turi paprastą didelis kiekis absoliučiai unikalios savybės, kurios stulbinamai išskiria ją iš beveik visų šiuo metu žinomų antžeminių planetų.

Viena iš būtinų sąlygų gyvybei Žemėje, be jokios abejonės, yra jos atmosfera. Jį sudaro maždaug 78% azoto (N2), 21% deguonies (O2) ir 1% argono. Jame taip pat yra labai mažai anglies dioksido (CO2) ir kitų dujų. Pastebėtina, kad azotas ir deguonis yra būtini dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) susidarymui ir biologinės energijos gamybai, be kurios gyvybė negali egzistuoti. Be to, atmosferos ozono sluoksnyje esantis deguonis apsaugo planetos paviršių ir sugeria kenksmingą saulės spinduliuotę.

Įdomu, kad Žemėje susidaro nemažas kiekis atmosferoje esančio deguonies. Jis susidaro kaip šalutinis fotosintezės produktas, kai augalai anglies dioksidą iš atmosferos paverčia deguonimi. Iš esmės tai reiškia, kad be augalų anglies dvideginio kiekis atmosferoje būtų daug didesnis, o deguonies lygis – daug mažesnis. Viena vertus, jei anglies dioksido lygis pakils, tikėtina, kad Žemė nukentės nuo šiltnamio efekto. Kita vertus, jei anglies dioksido procentas net šiek tiek sumažėtų, sumažėjus šiltnamio efektui, smarkiai atvėstų. Taigi dabartinis anglies dioksido lygis prisideda prie idealaus patogios temperatūros diapazono nuo -88°C iki 58°C.

Stebint Žemę iš kosmoso, pirmiausia į akis krenta skysto vandens vandenynai. Kalbant apie paviršiaus plotą, vandenynai užima maždaug 70% Žemės, o tai yra vienas unikaliausių mūsų planetos bruožų.

Kaip ir Žemės atmosferoje, skysto vandens buvimas yra būtinas gyvybės palaikymo kriterijus. Mokslininkai mano, kad pirmą kartą gyvybė Žemėje atsirado prieš 3,8 milijardo metų ir ji buvo vandenyne, o gebėjimas judėti sausumoje gyvose būtybėse atsirado daug vėliau.

Planetologai vandenynų buvimą Žemėje aiškina dviem būdais. Pirmasis iš jų yra pati Žemė. Yra prielaida, kad formuojantis Žemei planetos atmosfera sugebėjo užfiksuoti didelius vandens garų kiekius. Laikui bėgant planetos geologiniai mechanizmai, pirmiausia jos vulkaninis aktyvumas, išleido šiuos vandens garus į atmosferą, o po to atmosferoje šie garai kondensavosi ir nukrito ant planetos paviršiaus skysto vandens pavidalu. Kita versija rodo, kad anksčiau į Žemės paviršių nukritusios kometos buvo vandens šaltinis, ledas, kuris vyravo jų sudėtyje ir sudarė esamus rezervuarus Žemėje.

Žemės paviršius

Nors daugumaŽemės paviršius yra po jos vandenynais, „sausas“ paviršius turi daug išskirtinių bruožų. Lyginant Žemę su kitais Saulės sistemos kietaisiais kūnais, jos paviršius stulbinamai skiriasi, nes joje nėra kraterių. Planetų mokslininkų teigimu, tai nereiškia, kad Žemė išvengė daugybės mažų kosminių kūnų smūgių, bet rodo, kad tokių poveikių įrodymai buvo ištrinti. Už tai gali būti atsakingi daug geologinių procesų, tačiau du svarbiausi yra oro sąlygos ir erozija. Manoma, kad daugeliu atžvilgių būtent dvigubas šių veiksnių poveikis turėjo įtakos kraterių pėdsakų ištrynimui nuo Žemės paviršiaus.

Taigi atmosferos poveikis paviršiaus struktūras suskaido į mažesnes dalis, jau nekalbant apie chemines ir fizines oro poveikio priemones. Cheminio atmosferos poveikio pavyzdys yra rūgštus lietus. Fizinio oro poveikio pavyzdys yra upių vagų dilimas, kurį sukelia tekančiame vandenyje esančios uolienos. Antrasis mechanizmas, erozija, iš esmės yra vandens, ledo, vėjo ar žemės dalelių judėjimo poveikis reljefui. Taigi, veikiant oro sąlygoms ir erozijai, mūsų planetoje buvo „ištrinti“ smūginiai krateriai, dėl kurių susiformavo kai kurie reljefo bruožai.

Mokslininkai taip pat nustato du geologinius mechanizmus, kurie, jų nuomone, padėjo formuoti Žemės paviršių. Pirmasis toks mechanizmas yra vulkaninis aktyvumas – magmos (išlydytos uolienos) išsiskyrimo iš Žemės žarnų procesas per jos plutos tarpus. Galbūt dėl ​​vulkaninės veiklos. Žemės pluta buvo pakeista ir susiformavo salos (geras pavyzdys – Havajų salos). Antrasis mechanizmas lemia kalnų statymą arba kalnų susidarymą dėl tektoninių plokščių suspaudimo.

Žemės planetos sandara

Kaip ir kitos antžeminės planetos, Žemė susideda iš trijų komponentų: šerdies, mantijos ir plutos. Dabar mokslas mano, kad mūsų planetos šerdį sudaro du atskiri sluoksniai: vidinė kieto nikelio ir geležies šerdis ir išorinė išlydyto nikelio ir geležies šerdis. Tuo pačiu metu mantija yra labai tanki ir beveik visiškai kieta silikatinė uoliena - jos storis yra maždaug 2850 km. Pluta taip pat sudaryta iš silikatinių uolienų ir skiriasi jos storiu. Nors žemyninės plutos diapazonai yra 30–40 kilometrų storio, vandenyno pluta yra daug plonesnė, tik 6–11 kilometrų.

Kitas skiriamasis Žemės bruožas, palyginti su kitomis antžeminėmis planetomis, yra tas, kad jos pluta yra padalinta į šaltas, standžias plokštes, kurios remiasi į žemiau esančią karštesnę mantiją. Be to, šios plokštės nuolat juda. Išilgai jų ribų, kaip taisyklė, vienu metu atliekami du procesai, žinomi kaip subdukcija ir plitimas. Subdukcijos metu dvi plokštės susiliečia ir sukelia žemės drebėjimus, o viena plokštė eina per kitą. Antrasis procesas yra atskyrimas, kai dvi plokštės nutolsta viena nuo kitos.

Žemės orbita ir sukimasis

Žemei reikia maždaug 365 dienų, kad galėtų visiškai apskrieti aplink Saulę. Mūsų metų trukmė didžiąja dalimi yra susijusi su vidutiniu Žemės orbitos atstumu, kuris yra 1,50 x 10 iki 8 km galios. Esant tokiam orbitos atstumui, saulės šviesai Žemės paviršių pasiekti vidutiniškai užtrunka apie aštuonias minutes ir dvidešimt sekundžių.

Orbitos ekscentricitetas 0,0167, Žemės orbita yra viena žiediškiausių visoje Saulės sistemoje. Tai reiškia, kad skirtumas tarp Žemės perihelio ir afelio yra palyginti mažas. Dėl tokio nedidelio skirtumo saulės šviesos intensyvumas Žemėje išlieka beveik toks pat visus metus. Tačiau Žemės padėtis jos orbitoje nulemia tą ar kitą sezoną.

Žemės ašies pasvirimas yra maždaug 23,45°. Tuo pačiu metu Žemei reikia dvidešimt keturių valandų, kad apsisuktų aplink savo ašį. Tai greičiausias sukimasis tarp antžeminių planetų, tačiau šiek tiek lėtesnis nei visų dujų planetų.

Anksčiau Žemė buvo laikoma visatos centru. 2000 metų senovės astronomai manė, kad Žemė yra statiška, o kiti dangaus kūnai skrieja aplink ją žiedinėmis orbitomis. Jie padarė tokią išvadą stebėdami tariamą Saulės ir planetų judėjimą žiūrint iš Žemės. 1543 m. Kopernikas paskelbė savo heliocentrinį saulės sistemos modelį, kuriame saulė yra mūsų saulės sistemos centre.

Žemė yra vienintelė planeta sistemoje, kuri nėra pavadinta mitologinių dievų ar deivių vardais (kitos septynios Saulės sistemos planetos buvo pavadintos romėnų dievų ar deivių vardais). Tai reiškia penkias plika akimi matomas planetas: Merkurijus, Venera, Marsas, Jupiteris ir Saturnas. Tas pats požiūris su senovės romėnų dievų vardais buvo naudojamas atradus Uraną ir Neptūną. Tas pats žodis „Žemė“ kilęs iš senojo anglų kalbos žodžio „ertha“, reiškiančio dirvožemį.

Žemė yra tankiausia planeta Saulės sistemoje. Žemės tankis kiekviename planetos sluoksnyje yra skirtingas (pavyzdžiui, šerdis yra tankesnė už žemės plutą). Vidutinis planetos tankis yra apie 5,52 gramo kubiniame centimetre.

Gravitacinė sąveika tarp Žemės ir sukelia potvynius Žemėje. Manoma, kad Mėnulį blokuoja Žemės potvynių ir potvynių jėgos, todėl jo sukimosi periodas sutampa su Žemės ir jis visada atsuktas į mūsų planetą ta pačia puse.

Turinys

8. Mūsų galaktika

1. Saulės sistemos sandara ir sudėtis. Dvi planetų grupės

Mūsų Žemė yra viena iš 8 pagrindinių planetų, besisukančių aplink Saulę. Būtent Saulėje yra sutelkta pagrindinė Saulės sistemos materijos dalis. Saulės masė yra 750 kartų didesnė už visų planetų masę ir 330 000 kartų didesnė už Žemės masę. Veikiamos jos traukos jėgos, planetos ir visi kiti Saulės sistemos kūnai juda aplink saulę.

Atstumai tarp Saulės ir planetų yra daug kartų didesni už jų dydį ir beveik neįmanoma nubraižyti tokios diagramos, kuri stebėtų vieną Saulės, planetų ir atstumų tarp jų skalę. Saulės skersmuo yra 109 kartus didesnis nei Žemės, o atstumas tarp jų yra maždaug tiek pat kartų didesnis už Saulės skersmenį. Be to, atstumas nuo Saulės iki paskutinės Saulės sistemos planetos (Neptūno) yra 30 kartų didesnis nei atstumas iki Žemės. Jei savo planetą vaizduosime kaip apskritimą, kurio skersmuo 1 mm, tai Saulė nuo Žemės bus nutolusi apie 11 m, o skersmuo bus maždaug 11 cm. Neptūno orbita bus rodoma kaip apskritimas kurio spindulys 330 m.piešinys iš Koperniko knygos „Apie dangaus apskritimų cirkuliaciją“ su kitomis, labai apytikslėmis proporcijomis.

Autorius fizinės savybės didžiosios planetos skirstomos į dvi grupes. Viena iš jų – antžeminės grupės planetos – Žemė ir panašūs Merkurijus, Venera ir Marsas. Antroji apima milžiniškas planetas: Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas (1 lentelė).

1 lentelė

Didžiųjų planetų vieta ir fizinės charakteristikos

Iki 2006 m., toliausiai nuo Saulės didžioji planeta laikė Plutonas. Dabar kartu su kitais panašaus dydžio objektais – seniai žinomais dideliais asteroidais (žr. § 4) ir objektais, aptiktais Saulės sistemos pakraščiuose – ji yra tarp nykštukinių planetų.

Planetų skirstymą į grupes galima atsekti pagal tris charakteristikas (masę, slėgį, sukimąsi), bet aiškiausiai pagal tankį. Tai pačiai grupei priklausančios planetos tankiu skiriasi nežymiai, tuo tarpu vidutinis sausumos planetų tankis yra apie 5 kartus didesnis už vidutinį milžiniškų planetų tankį (žr. 1 lentelę).

Didžioji dalis antžeminių planetų masės yra kietoje medžiagoje. Žemė ir kitos antžeminės grupės planetos susideda iš oksidų ir kitų sunkiųjų cheminių elementų junginių: geležies, magnio, aliuminio ir kitų metalų, taip pat silicio ir kitų nemetalų. Keturi gausiausi kietajame mūsų planetos apvalkale (litosferoje) esantys elementai – geležis, deguonis, silicis ir magnis – sudaro daugiau nei 90 % jos masės.

Mažas milžiniškų planetų tankis (Saturnui jis yra mažesnis nei vandens tankis) paaiškinamas tuo, kad jas daugiausia sudaro vandenilis ir helis, kurie daugiausia yra dujinės ir skystos būsenos. Šių planetų atmosferoje taip pat yra vandenilio junginių – metano ir amoniako. Skirtumai tarp dviejų grupių planetų atsirado jau jų formavimosi stadijoje (žr. § 5).

Iš milžiniškų planetų geriausiai ištirtas Jupiteris, ant kurio net mažame mokykliniame teleskope matoma daugybė tamsių ir šviesių juostelių, besidriekiančių lygiagrečiai planetos pusiaujui. Taip atrodo debesų dariniai jo atmosferoje, kurios temperatūra tesiekia -140 °C, o slėgis maždaug toks pat kaip ir Žemės paviršiuje. Juostų rausvai rudą spalvą, matyt, nulėmė tai, kad, be debesų pagrindą sudarančių amoniako kristalų, jose yra įvairių priemaišų. Erdvėlaivių darytose nuotraukose matyti intensyvių ir kartais nuolatinių atmosferos procesų pėdsakai. Taigi daugiau nei 350 metų Jupiteryje buvo stebimas atmosferos sūkurys, vadinamas Didžiąja raudona dėmė. Žemės atmosferoje ciklonai ir anticiklonai egzistuoja vidutiniškai apie savaitę. Atmosferos sroves ir debesis užfiksavo erdvėlaiviai kitose milžiniškose planetose, nors jie yra mažiau išvystyti nei Jupiteryje.

Struktūra. Daroma prielaida, kad artėjant prie milžiniškų planetų centro, padidėjus slėgiui, vandenilis iš dujinės turėtų pereiti į dujinę būseną, kurioje jo dujinė ir skystoji fazės egzistuoja kartu. Jupiterio centre slėgis yra milijonus kartų didesnis už atmosferos slėgį, kuris egzistuoja Žemėje, o vandenilis įgauna metalams būdingų savybių. Jupiterio gelmėse metalinis vandenilis kartu su silikatais ir metalais sudaro šerdį, kurios dydis yra maždaug 1,5 karto didesnis, o masė 10–15 kartų didesnė už Žemę.

Svoris. Bet kuri iš milžiniškų planetų savo mase viršija visas antžemines planetas kartu paėmus. Didžiausia Saulės sistemos planeta – Jupiteris yra 11 kartų didesnė už didžiausią antžeminės grupės planetą – Žemę – skersmenį ir daugiau nei 300 kartų masę.

Rotacija. Dviejų grupių planetų skirtumai pasireiškia ir tuo, kad milžiniškos planetos sukasi greičiau aplink ašį, bei palydovų skaičiumi: 4 antžeminėms planetoms tenka tik 3 palydovai, 4 milžiniškoms planetoms – daugiau nei 120. Visi šie palydovai susideda iš tų pačių medžiagų, kaip ir antžeminės grupės planetos - silikatai, metalų oksidai ir sulfidai ir kt., Taip pat vandens (arba vandens-amoniako) ledas. Be daugybės meteoritinės kilmės kraterių, daugelio palydovų paviršiuje buvo rasta tektoninių lūžių ir įtrūkimų jų plutoje ar ledo dangoje. Labiausiai nustebino maždaug tuzino veikiančių ugnikalnių atradimas artimiausiame Jupiterio palydove Io. Tai pirmasis patikimas vulkaninio aktyvumo stebėjimas žemės tipas už mūsų planetos ribų.

Be palydovų, milžiniškos planetos taip pat turi žiedus, kurie yra mažų kūnų sankaupos. Jie yra tokie maži, kad jų negalima pamatyti atskirai. Dėl cirkuliacijos aplink planetą žiedai atrodo ištisiniai, nors, pavyzdžiui, per Saturno žiedus šviečia ir planetos paviršius, ir žvaigždės. Žiedai yra arti planetos, kur negali egzistuoti dideli palydovai.

2. Antžeminės grupės planetos. Žemės-Mėnulio sistema

Dėl palydovo – Mėnulio – Žemė dažnai vadinama dviguba planeta. Tai pabrėžia ir jų kilmės bendrumą, ir retą planetos ir jos palydovo masių santykį: Mėnulis už Žemę mažesnis tik 81 kartą.

Tolesniuose vadovėlio skyriuose bus pateikta pakankamai išsami informacija apie Žemės prigimtį. Todėl čia kalbėsime apie likusias antžeminės grupės planetas, lyginant jas su mūsiškėmis, ir apie Mėnulį, kuris, nors ir yra tik Žemės palydovas, savo prigimtimi priklauso planetinio tipo kūnams.

Nepaisant bendros kilmės, Mėnulio prigimtis gerokai skiriasi nuo Žemės, kurią lemia jo masė ir dydis. Dėl to, kad gravitacijos jėga Mėnulio paviršiuje yra 6 kartus mažesnė nei Žemės paviršiuje, dujų molekulėms daug lengviau palikti Mėnulį. Todėl mūsų natūralus palydovas neturi pastebimos atmosferos ir hidrosferos.

Atmosferos nebuvimas ir lėtas sukimasis aplink ašį (diena Mėnulyje yra lygi Žemės mėnesiui) lemia tai, kad dienos metu Mėnulio paviršius įšyla iki 120 ° C ir atšąla iki -170 °C naktį. Dėl to, kad nėra atmosferos, Mėnulio paviršių nuolat „bombarduoja“ meteoritai ir mažesni mikrometeoritai, kurie ant jo krenta kosminiu greičiu (dešimtis kilometrų per sekundę). Dėl to visas Mėnulis yra padengtas smulkiai suskaidytos medžiagos sluoksniu – regolitu. Kaip apibūdino Mėnulyje buvę amerikiečių astronautai ir kaip rodo Mėnulio roverių pėdsakų nuotraukos, pagal savo fizines ir mechanines savybes (dalelių dydžius, stiprumą ir kt.) regolitas panašus į šlapią smėlį.

Ant Mėnulio paviršiaus krentant dideliems kūnams susidaro iki 200 km skersmens krateriai. Mėnulio paviršiaus panoramose, gautose iš erdvėlaivių, aiškiai matomi metro ir net centimetro skersmens krateriai.

Laboratorinėmis sąlygomis mūsų automatinių stočių „Luna“ ir Mėnulyje apsilankiusių amerikiečių astronautų atgabenti uolienų pavyzdžiai. erdvėlaivis"Apollo". Tai leido gauti išsamesnės informacijos nei atliekant Marso ir Veneros uolienų analizę, kuri buvo atlikta tiesiogiai šių planetų paviršiuje. Mėnulio uolienos savo sudėtimi panašios į sausumos uolienas, tokias kaip bazaltai, noritai ir anortozitai. Mėnulio uolienų mineralų rinkinys yra skurdesnis nei sausumos, bet turtingesnis nei meteorituose. Mūsų palydovas neturi ir niekada neturėjo hidrosferos ar tokios pat sudėties atmosferos kaip Žemėje. Todėl nėra mineralų, kurie galėtų susidaryti vandens aplinkoje ir esant laisvam deguoniui. Mėnulio uolienos yra išsekusios lakiųjų elementų, palyginti su antžeminėmis, tačiau jos išsiskiria padidėjusiu geležies ir aliuminio oksidų, o kai kuriais atvejais titano, kalio, retųjų žemių elementų ir fosforo kiekiu. Jokių gyvybės ženklų net mikroorganizmų pavidalu arba organiniai junginiai nerastas mėnulyje.

Šviesios Mėnulio sritys – „žemynai“ ir tamsesnės – „jūros“ skiriasi ne tik išvaizda, bet ir reljefu, geologine istorija bei jas dengiančios medžiagos chemine sudėtimi. Jaunesniame „jūrų“ paviršiuje, padengtame sustingusia lava, kraterių yra mažiau nei senesniame „žemynų“ paviršiuje. Įvairiose Mėnulio vietose pastebimos tokios reljefo formos kaip įtrūkimai, išilgai kurių pluta pasislenka vertikaliai ir horizontaliai. Tokiu atveju susidaro tik lūžių tipo kalnai, o susilenkusių kalnų, taip būdingų mūsų planetai, Mėnulyje nėra.

Erozijos ir atmosferos procesų nebuvimas Mėnulyje leidžia jį laikyti savotišku geologiniu draustiniu, kuriame milijonus ir milijardus metų buvo išsaugotos visos per tą laiką atsiradusios reljefo formos. Taigi Mėnulio tyrimas leidžia suprasti tolimoje praeityje Žemėje vykusius geologinius procesus, kurių mūsų planetoje nelieka jokių pėdsakų.

3. Mūsų kaimynai yra Merkurijus, Venera ir Marsas

Žemės apvalkalai – atmosfera, hidrosfera ir litosfera – atitinka tris suvestines materijos būsenas – kietą, skystą ir dujinę. Litosferos buvimas yra išskirtinis visų antžeminės grupės planetų bruožas. Galite palyginti litosferas pagal struktūrą pagal 1 paveikslą, o atmosferą - pagal 2 lentelę.

2 lentelė

Sausumos planetų atmosferų charakteristikos (Merkurijus neturi atmosferos)

Ryžiai. 1. Vidinė sausumos planetų sandara

Daroma prielaida, kad Marso ir Veneros atmosferos iš esmės išlaikė tą pirminę cheminė sudėtis, kurią kadaise turėjo Žemės atmosfera. Per milijonus metų anglies dioksido kiekis žemės atmosferoje labai sumažėjo, o deguonies padaugėjo. Taip yra dėl anglies dioksido ištirpimo antžeminiuose vandens telkiniuose, kurie, matyt, niekada neužšalo, taip pat dėl ​​Žemėje atsiradusios augmenijos išsiskyrimo deguonies. Nei Veneroje, nei Marse tokie procesai neįvyko. Be to, šiuolaikiniai anglies dioksido mainų tarp atmosferos ir žemės ypatybių tyrimai (dalyvaujant hidrosferai) gali paaiškinti, kodėl Venera neteko vandens, Marsas užšalo, o Žemė liko tinkama gyvybei vystytis. Taigi gyvybės egzistavimas mūsų planetoje tikriausiai paaiškinamas ne tik jos išsidėstymu palankiu atstumu nuo Saulės.

Hidrosferos buvimas yra unikalus mūsų planetos bruožas, dėl kurio ji susiformavo moderni kompozicija atmosferą ir sudaryti sąlygas gyvybei Žemėje atsirasti ir vystytis.

Merkurijus. Ši planeta, mažiausia ir arčiausiai Saulės, daugeliu atžvilgių yra panaši į Mėnulį, kurio dydis Merkurijus yra tik šiek tiek didesnis. Kaip ir Mėnulyje, gausiausi ir būdingiausi objektai yra meteoritinės kilmės krateriai, planetos paviršiuje yra gana lygios žemumos – „jūros“ ir nelygios kalvos – „žemynai“. Paviršinio sluoksnio struktūra ir savybės taip pat panašios į mėnulio.

Dėl beveik visiško atmosferos nebuvimo temperatūros kritimai planetos paviršiuje per ilgas „Merkurijaus“ dienas (176 Žemės dienas) yra dar reikšmingesni nei Mėnulyje: nuo 450 iki -180 °C.

Venera. Šios planetos matmenys ir masė yra artimi Žemės, tačiau jų prigimties ypatumai gerokai skiriasi. Veneros paviršiaus, kurį nuo stebėtojo slepia nuolatinis debesų sluoksnis, tyrimas tapo įmanomas tik pastaraisiais dešimtmečiais radarų ir raketų bei kosmoso technologijų dėka.

Kalbant apie dalelių koncentraciją, Veneros debesų sluoksnis, kurio viršutinė riba yra maždaug 65 km aukštyje, primena žemišką rūką, kurio matomumas siekia kelis kilometrus. Debesys gali būti sudaryti iš koncentruotos sieros rūgšties lašelių, jos kristalų ir sieros dalelių. Saulės spinduliuotei šie debesys yra pakankamai skaidrūs, todėl apšvietimas Veneros paviršiuje yra maždaug toks pat kaip ir Žemėje debesuotą dieną.

Virš žemų Veneros paviršiaus sričių, užimančių didžiąją jos ploto dalį, kelių kilometrų aukštyje kyla didžiulės plynaukštės, maždaug prilygstančios Tibetui. Ant jų išsidėsčiusių kalnų masyvų aukštis siekia 7–8 km, o aukščiausių – iki 12 km. Šiose srityse yra tektoninio ir vulkaninio aktyvumo pėdsakų, didžiausio ugnikalnio kraterio skersmuo yra šiek tiek mažesnis nei 100 km. Veneroje buvo aptikta daug meteoritinių kraterių, kurių skersmuo nuo 10 iki 80 km.

Kasdienių temperatūros svyravimų Veneroje praktiškai nėra, jos atmosfera gerai išlaiko šilumą net ilgomis dienomis (planeta vieną apsisuka aplink savo ašį per 240 dienų). Tai palengvina šiltnamio efektas: atmosfera, nepaisant debesų sluoksnio, praeina pakankamai saulės spindulių, o planetos paviršius įkaista. Tačiau šildomo paviršiaus šiluminę (infraraudonąją) spinduliuotę daugiausia sugeria atmosferoje ir debesyse esantis anglies dioksidas. Dėl šio savito šiluminio režimo temperatūra Veneros paviršiuje yra aukštesnė nei Merkurijuje, kuris yra arčiau Saulės, ir siekia 470 °C. Šiltnamio efekto apraiškos, nors ir mažesniu mastu, pastebimos ir Žemėje: esant debesuotam orui naktį, dirvožemis ir oras nėra vėsinami taip intensyviai, kaip giedru oru. be debesų dangus kai gali kilti nakties šalnos (2 pav.).

Ryžiai. 2. Šiltnamio efekto schema

Marsas. Šios planetos paviršiuje galima išskirti dideles (daugiau nei 2000 km skersmens) įdubas – „jūras“ ir iškilusias sritis – „žemynus“. Jų paviršiuje kartu su daugybe meteoritinės kilmės kraterių aptikti milžiniški 15–20 km aukščio ugnikalnių kūgiai, kurių pagrindo skersmuo siekia 500–600 km. Manoma, kad šių ugnikalnių veikla nutrūko tik prieš kelis šimtus milijonų metų. Iš kitų reljefo formų buvo pastebėtos kalnų grandinės, plutos plyšių sistemos, didžiuliai kanjonai ir net objektai, panašūs į išdžiūvusių upių vagas. Šlaituose matomi sluoksniai, yra kopų užimtų plotų. Visi šie ir kiti atmosferos erozijos pėdsakai patvirtino prielaidas apie dulkių audras Marse.

Vikingų automatinėse stotyse atlikti Marso dirvožemio cheminės sudėties tyrimai parodė, kad šiose uolienose yra daug silicio (iki 20%) ir geležies (iki 14%). Visų pirma, rausvą Marso paviršiaus spalvą, kaip ir tikėtasi, nulėmė geležies oksidai, esantys tokio gerai žinomo Žemėje mineralo, kaip limonito, pavidalu.

Gamtinės sąlygos Marse yra labai atšiaurios: Vidutinė temperatūra jo paviršiuje yra tik -60 ° C ir labai retai teigiamas. Marso ašigalyje temperatūra nukrenta iki –125 °C, prie kurios užšąla ne tik vanduo, bet net anglies dioksidas virsta sausu ledu. Matyt, Marso poliarinės kepurės susideda iš paprasto ir sauso ledo mišinio. Dėl besikeičiančių metų laikų, kurių kiekvienas yra maždaug dvigubai ilgesnis nei Žemėje, tirpsta poliarinės kepurės, į atmosferą išsiskiria anglies dioksidas ir kyla jos slėgis. Slėgio kritimas sudaro sąlygas stipriems vėjams, kurių greitis gali viršyti 100 m/s, ir dulkių audroms. Marso atmosferoje vandens yra mažai, tačiau tikėtina, kad reikšmingos jo atsargos susitelkusios amžinojo įšalo sluoksnyje, panašiai kaip ir šaltuose Žemės rutulio regionuose.

4. Maži Saulės sistemos kūnai

Be didžiųjų planetų, aplink Saulę cirkuliuoja ir maži Saulės sistemos kūnai: daug mažų planetų ir kometų.

Iš viso iki šiol buvo atrasta daugiau nei 100 tūkstančių mažų planetų, kurios dar vadinamos asteroidais (panašios į žvaigždes), nes dėl mažo dydžio matomos net per teleskopą kaip šviečiantys taškai, panašūs į žvaigždes. Dar visai neseniai buvo manoma, kad jie visi daugiausia juda tarp Marso ir Jupiterio orbitų, sudarydami vadinamąją asteroidų juostą. Didžiausias objektas tarp jų – Cerera, kurios skersmuo apie 1000 km (3 pav.). Manoma, kad iš viso mažų planetų, kurių dydis viršija 1 km, šioje juostoje gali siekti 1 mln.Bet net ir šiuo atveju jų bendra masė 1000 kartų mažesnė už Žemės masę.

Ryžiai. 3. Didžiausių asteroidų lyginamieji dydžiai

Nėra esminių skirtumų tarp asteroidų, kuriuos stebime kosmose su teleskopu, ir meteoritų, kurie patenka į žmogaus rankas po to, kai jie nukrito iš kosmoso į Žemę. Meteoritai neatstovauja jokiai ypatingai kosminių kūnų klasei – tai asteroidų fragmentai. Jie gali judėti šimtus milijonų metų savo orbitomis aplink Saulę, kaip ir kiti, didesni Saulės sistemos kūnai. Bet jei jų orbitos susikerta su Žemės orbita, jos krenta į mūsų planetą kaip meteoritai.

Stebėjimo priemonių sukūrimas, ypač instrumentų įrengimas erdvėlaiviuose, leido nustatyti, kad šalia Žemės skrenda daug kūnų, kurių dydis svyruoja nuo 5 iki 50 m (iki 4 per mėnesį). Iki šiol žinoma apie 20 asteroido dydžio kūnų (nuo 50 m iki 5 km), kurių orbitos eina arti mūsų planetos. Susirūpinimas dėl galimo tokių kūnų susidūrimo su Žeme labai išaugo po to, kai 1995 m. liepos mėn. ant Jupiterio nukrito Shoemaker-Levy 9 kometa. Tikriausiai vis dar nėra jokios ypatingos priežasties manyti, kad susidūrimų su Žeme skaičius gali pastebimai išaugti (po to visos, meteoritinės medžiagos „rezerviniai“ tarpplanetinėje erdvėje palaipsniui išsenka). Iš katastrofiškų pasekmių turėjusių susidūrimų galima paminėti tik Tunguskos meteorito – objekto, kuris pagal šiuolaikines sampratas buvo mažos kometos branduolys – kritimą 1908 m.

Erdvėlaivių pagalba buvo galima gauti kai kurių mažų planetų vaizdus iš kelių dešimčių tūkstančių kilometrų atstumo. Kaip ir tikėtasi, jų paviršių sudarančios uolienos pasirodė panašios į tas, kurios paplitusios Žemėje ir Mėnulyje, ypač buvo rasta olivino ir pirokseno. Idėja, kad maži asteroidai yra netaisyklingos formos, o jų paviršius nusėtas krateriais, pasitvirtino. Taigi Gaspros matmenys yra 19x12x11 km. Netoli asteroido Ida (matmenys 56x28x28 km) maždaug 100 km atstumu nuo jo centro buvo rastas maždaug 1,5 km dydžio palydovas. Apie 50 asteroidų įtariama tokiu „dvelypu“.

Per pastaruosius 10–15 metų atlikti tyrimai patvirtino anksčiau iškeltas prielaidas apie dar vienos mažų kūnų juostos egzistavimą Saulės sistemoje. Čia, už Neptūno orbitos, jau buvo aptikta daugiau nei 800 objektų, kurių skersmuo nuo 100 iki 800 km, kai kurie iš jų didesni nei 2000 km. Po visų šių atradimų Plutonas, kurio skersmuo siekia 2400 km, neteko didelės Saulės sistemos planetos statuso. Daroma prielaida, kad bendra „už Neptūno“ esančių objektų masė gali būti lygi Žemės masei. Šiuose kūnuose tikriausiai yra daug ledo ir jie labiau primena kometų branduolius nei asteroidus, esančius tarp Marso ir Jupiterio.

Kometos, kurios dėl jų neįprasta išvaizda(uodegos buvimas) nuo seniausių laikų traukė visų žmonių dėmesį, neatsitiktinai jie priklauso mažiems Saulės sistemos kūnams. Nepaisant įspūdingo dydžio uodegos, kurios ilgis gali viršyti 100 milijonų km, ir galvos, kurios skersmuo gali viršyti Saulę, kometos pagrįstai vadinamos „matomu niekuo“. Kometoje yra labai mažai medžiagos, beveik visa ji sutelkta branduolyje, kuris yra nedidelis (pagal kosmoso standartus) sniego-ledo blokas, įsiterpęs į įvairios cheminės sudėties smulkias kietas daleles. Taigi vienos garsiausių kometų – Halio kometos, kurią 1986 metais nufotografavo erdvėlaivis „Vega“, branduolys yra tik 14 km ilgio, o plotis ir storis – perpus mažesnis. Šiame „nešvariame kovo sniego pusnyse“, kaip dažnai vadinami kometų branduoliai, yra maždaug tiek pat užšalusio vandens, kiek sniego dangoje, kuri vieną žiemą iškrito Maskvos srities teritorijoje.

Kometos iš kitų Saulės sistemos kūnų išsiskiria visų pirma savo išvaizdos netikėtumu, apie kurį A. S. Puškinas kartą rašė: „Kaip nelegali kometa apskaičiuotų šviesulių rate...“

Tuo mus dar kartą įsitikino pastarųjų metų įvykiai, kai 1996 ir 1997 m. pasirodė dvi labai ryškios, net plika akimi matomos kometos. Pagal tradiciją jie pavadinti juos atradusiųjų vardais – japonų astronomo mėgėjo Hyakutaka ir dviejų amerikiečių – Hale ir Bopp. Tokios ryškios kometos dažniausiai pasirodo kartą per 10–15 metų (tos, kurios matomos tik pro teleskopą, stebimos kasmet 15–20). Daroma prielaida, kad Saulės sistemoje yra kelios dešimtys milijardų kometų ir kad Saulės sistemą supa vienas ar net keli kometų debesys, judančių aplink Saulę tūkstančius ir dešimtis tūkstančių kartų didesniais atstumais nei atstumas iki tolimiausia Neptūno planeta. Ten, šiame kosminiame seife-šaldytuve, kometų branduoliai buvo „saugomi“ milijardus metų nuo Saulės sistemos susidarymo.

Kai kometos branduolys artėja prie Saulės, ji įkaista, praranda dujas ir kietąsias daleles. Palaipsniui šerdis skyla į vis mažesnius fragmentus. Dalelės, kurios buvo jos dalis, pradeda suktis aplink Saulę savo orbitomis, arti tos, kuria judėjo kometa, dėl kurios kilo šis meteorų lietus. Kai šio srauto dalelės susitinka mūsų planetos kelyje, tada, kosminiu greičiu krisdamos į jos atmosferą, jos užsidega meteorų pavidalu. Dulkės, likusios po tokios dalelės sunaikinimo, palaipsniui nusėda ant Žemės paviršiaus.

Susidūręs su saule arba didžiosios planetos, kometos „miršta“. Ne kartą buvo pastebėti atvejai, kai judant tarpplanetinėje erdvėje kometų branduoliai suskilo į kelias dalis. Matyt, Halley kometa šio likimo neišvengė.

Remiantis šiuolaikinėmis kosmogoninėmis idėjomis, fizinės planetų, asteroidų ir kometų prigimties ypatybės yra gana gerai paaiškinamos, o tai leidžia mums laikyti Saulės sistemą kaip bendrą kilmę turinčių kūnų kompleksą.

5. Saulės sistemos kilmė

Seniausios uolienos, rastos Mėnulio dirvožemio mėginiuose ir meteorituose, yra maždaug 4,5 mlrd. Saulės amžiaus skaičiavimai davė artimą reikšmę – 5 milijardus metų. Visuotinai pripažįstama, kad visi kūnai, kurie šiuo metu sudaro Saulės sistemą, susiformavo maždaug prieš 4,5–5 milijardus metų.

Remiantis labiausiai išvystyta hipoteze, jie visi susidarė dėl didžiulio šalto dujų ir dulkių debesies evoliucijos. Ši hipotezė gana gerai paaiškina daugelį Saulės sistemos struktūros ypatybių, ypač reikšmingus skirtumus tarp dviejų planetų grupių.

Per kelis milijardus metų pats debesis ir jį sudarančios medžiagos labai pasikeitė. Dalelės, sudarančios šį debesį, sukasi aplink Saulę įvairiomis orbitomis.

Dėl kai kurių susidūrimų dalelės buvo sunaikintos, o kitose jos buvo sujungtos į didesnes. Atsirado didesni materijos krešuliai – būsimų planetų ir kitų kūnų embrionai.

Planetų meteorito „bombardavimas“ taip pat gali būti laikomas šių idėjų patvirtinimu - iš tikrųjų tai yra proceso, paskatinusio jų susidarymą praeityje, tęsinys. Šiuo metu, kai tarpplanetinėje erdvėje lieka vis mažiau meteoritinės medžiagos, šis procesas yra daug ne toks intensyvus nei pradinėse planetos formavimosi stadijose.

Tuo pačiu metu debesyje vyko materijos persiskirstymas ir jos diferenciacija. Stipriai kaitinant, iš Saulės apylinkių išbėgo dujos (dažniausiai paplitusios Visatoje – vandenilis ir helis) ir liko tik kietos ugniai atsparios dalelės. Iš šios medžiagos susidarė Žemė, jos palydovas – Mėnulis, taip pat kitos antžeminės grupės planetos.

Planetoms formuojantis ir vėliau milijardus metų jų gelmėse ir paviršiuje vyko lydymosi, kristalizacijos, oksidacijos ir kiti fizikiniai bei cheminiai procesai. Dėl to labai pasikeitė pradinė medžiagos sudėtis ir struktūra, iš kurios susidaro visi šiuo metu esantys Saulės sistemos kūnai.

Toli nuo Saulės, debesies pakraštyje, šios lakiosios medžiagos sušalo į dulkių daleles. Paaiškėjo, kad santykinis vandenilio ir helio kiekis padidėjo. Iš šios medžiagos susidarė milžiniškos planetos, kurių dydis ir masė gerokai viršija antžeminės grupės planetas. Juk debesies periferinių dalių tūris buvo didesnis, todėl ir medžiagos, iš kurios susidarė toli nuo Saulės esančios planetos, masė buvo didesnė.

Pastaraisiais metais kosminių aparatų pagalba gauti duomenys apie milžiniškų planetų palydovų prigimtį ir cheminę sudėtį tapo dar vienu šiuolaikinių idėjų apie Saulės sistemos kūnų kilmę pagrįstumo patvirtinimu. Sąlygomis, kai į protoplanetinio debesies pakraščius nukeliavę vandenilis ir helis tapo milžiniškų planetų dalimi, jų palydovai pasirodė panašūs į Mėnulį ir antžemines planetas.

Tačiau ne visa protoplanetinio debesies medžiaga buvo įtraukta į planetų ir jų palydovų sudėtį. Daugelis jos medžiagos krešulių liko tiek planetų sistemos viduje asteroidų ir dar mažesnių kūnų pavidalu, tiek už jos ribų – kometų branduolių pavidalu.

Saulė – centrinis Saulės sistemos kūnas – tipiškas žvaigždžių, labiausiai paplitusių visatoje kūnų, atstovas. Kaip ir daugelis kitų žvaigždžių, Saulė yra didžiulis dujų kamuolys, kuris yra pusiausvyroje savo gravitaciniame lauke.

Žiūrint iš Žemės, Saulę matome kaip mažą diską, kurio kampinis skersmuo yra maždaug 0,5°. Jo kraštas gana aiškiai apibrėžia sluoksnio, iš kurio sklinda šviesa, ribą. Šis Saulės sluoksnis vadinamas fotosfera (išvertus iš graikų kalbos – šviesos sfera).

Saulė į kosmosą skleidžia kolosalų spinduliuotės srautą, kuris daugiausia lemia sąlygas planetų paviršiuje ir tarpplanetinėje erdvėje. Bendra Saulės spinduliavimo galia, jos šviesumas yra 4 · 1023 kW. Žemė gauna tik vieną du milijardus saulės spinduliuotės. Tačiau to pakanka, kad žemės atmosferoje pajudėtų didžiulės oro masės, kad būtų galima kontroliuoti orą ir klimatą pasaulyje.

Pagrindinės fizinės Saulės savybės

Masė (M) = 2 1030 kg.

Spindulys (R) = 7 108 m.

Vidutinis tankis (p) = 1,4 103 kg/m3.

Gravitacijos pagreitis (g) = 2,7 102 m/s2.

Remiantis šiais duomenimis, naudojant visuotinės gravitacijos dėsnį ir dujinės būsenos lygtį, galima apskaičiuoti sąlygas Saulės viduje. Tokie skaičiavimai leidžia gauti „ramios“ saulės modelį. Šiuo atveju daroma prielaida, kad kiekviename jo sluoksnyje stebima hidrostatinės pusiausvyros sąlyga: dujų vidinio slėgio jėgų veikimas yra subalansuotas veikiant gravitacinėms jėgoms. Šiuolaikiniais duomenimis, slėgis Saulės centre siekia 2 x 108 N/m2, o medžiagos tankis yra daug didesnis nei kietųjų medžiagų tankis sausumos sąlygomis: 1,5 x 105 kg/m3, t.y., 13 kartų didesnis už kietųjų medžiagų tankį. švino tankis. Nepaisant to, dujų dėsnių taikymas tokios būsenos materijai pateisinamas tuo, kad ji yra jonizuota. Elektronus praradusių atomų branduolių dydis yra maždaug 10 000 kartų mažesnis už paties atomo dydį. Todėl pačių dalelių dydžiai yra nežymiai maži, palyginti su atstumais tarp jų. Ši sąlyga, kurią turi tenkinti idealios dujos, yra įvykdyta branduolių ir elektronų, sudarančių medžiagą Saulės viduje, mišiniui, nepaisant didelio tankio. Tokia materijos būsena vadinama plazma. Jo temperatūra Saulės centre siekia apie 15 milijonų K.

Su tokiais aukštos temperatūros protonai, dominuojantys saulės plazmos sudėtyje, turi tokį didelį greitį, kad gali įveikti elektrostatines atstumiančias jėgas ir sąveikauti tarpusavyje. Dėl šios sąveikos įvyksta termobranduolinė reakcija: keturi protonai sudaro alfa dalelę – helio branduolį. Reakciją lydi tam tikros energijos dalies – gama kvanto – išsiskyrimas. Ši energija iš Saulės vidaus į išorę perduodama dviem būdais: spinduliuote, t.y. pačių kvantų, ir konvekcijos būdu, t.y. materija.

Energijos išsiskyrimas ir jos perdavimas lemia vidinę Saulės sandarą: šerdis yra centrinė zona, kurioje vyksta termobranduolinės reakcijos, energijos perdavimo spinduliuote zona ir išorinė konvekcinė zona. Kiekviena iš šių zonų užima maždaug 1/3 saulės spindulio (4 pav.).

Ryžiai. 4. Saulės sandara

Konvekcinio materijos judėjimo viršutiniuose Saulės sluoksniuose pasekmė yra savotiška fotosferos rūšis – granuliacija. Fotosfera tarsi susideda iš atskirų grūdelių – granulių, kurių dydis vidutiniškai siekia kelis šimtus (iki 1000) kilometrų. Granulė yra karštų dujų srautas, kylantis aukštyn. Tamsiuose tarpeliuose tarp granulių yra šaltesnės dujos, kurios skęsta žemyn. Kiekviena granulė egzistuoja tik 5-10 minučių, tada jos vietoje atsiranda nauja, kuri skiriasi nuo ankstesnės savo forma ir dydžiu. Tačiau bendras stebimas vaizdas nesikeičia.

Fotosfera yra žemiausias Saulės atmosferos sluoksnis. Dėl energijos, ateinančios iš Saulės vidaus, fotosferos substancija įgauna apie 6000 K. Plonas (apie 10 000 km) šalia jos esantis sluoksnis vadinamas chromosfera, virš kurios dešimtis metų tęsiasi Saulės vainikas. saulės spindulių (žr. 4 pav.). Medžiagos tankis vainikinėje pamažu mažėja tolstant nuo Saulės, tačiau plazmos srautai iš vainiko (saulės vėjas) praeina per visą planetų sistemą. Pagrindinės saulės vėjo sudedamosios dalys yra protonai ir elektronai, kurie yra daug mažesni už alfa daleles (helio branduolius) ir kitus jonus.

Paprastai Saulės atmosferoje stebimos įvairios Saulės aktyvumo apraiškos, kurių pobūdį lemia saulės plazmos elgsena magnetiniame lauke – dėmės, blyksniai, iškilimai ir tt Garsiausios iš jų yra saulės dėmės, atrastos. dar XVII amžiaus pradžioje. per pirmuosius stebėjimus teleskopu. Vėliau paaiškėjo, kad dėmės atsiranda tuose santykinai mažuose Saulės regionuose, kurie išsiskiria labai stipriais magnetiniais laukais.

Dėmės pirmiausia pastebimos kaip mažos tamsios 2000–3000 km skersmens dėmės. Dauguma jų išnyksta per dieną, tačiau kai kurios padidėja dešimt kartų. Tokios dėmės gali sudaryti dideles grupes ir egzistuoti, keisdamos formą ir dydį, keletą mėnesių, t.y. kelis Saulės apsisukimus. Didelės dėmės, esančios aplink tamsiausią centrinę dalį (vadinamą šešėliu), turi mažiau tamsią pusę. Dėmės centre medžiagos temperatūra nukrenta iki 4300 K. Be jokios abejonės, toks temperatūros sumažėjimas yra susijęs su magnetinio lauko veikimu, kuris sutrikdo normalią konvekciją ir tuo užkerta kelią energijos antplūdžiui iš apačios.

Galingiausios Saulės aktyvumo apraiškos – blyksniai, kurių metu per kelias minutes kartais išsiskiria iki 1025 J energijos (tokia maždaug milijardo atominių bombų energija). Blyksniai stebimi kaip staigus atskirų Saulės dalių ryškumo padidėjimas saulės dėmės srityje. Pagal greitį blyksnis panašus į sprogimą. Stiprių pliūpsnių trukmė siekia vidutiniškai 3 valandas, o silpnų – tik 20 minučių. Blyksniai taip pat siejami su magnetiniais laukais, kurie po blyksnio šioje srityje labai pasikeičia (paprastai jie susilpnėja). Dėl magnetinio lauko energijos plazma gali būti įkaitinta iki maždaug 10 milijonų K. Tokiu atveju jos srautų greitis gerokai padidėja, pasiekia 1000–1500 km/s, o elektronų ir padaugėja protonų, sudarančių plazmą. Dėl šios papildomos energijos atsiranda optinė, rentgeno, gama ir radijo bangų emisija.

Plazmos srautai, susidarę pliūpsnio metu, Žemės apylinkes pasiekia per dieną ar dvi, sukeldami magnetines audras ir kitus geofizinius reiškinius. Pavyzdžiui, stiprių blyksnių metu praktiškai nutrūksta trumpųjų bangų radijo transliacijų girdėjimas visame apšviestame mūsų planetos pusrutulyje.

Didžiausios Saulės aktyvumo apraiškos pagal savo mastą yra Saulės vainikinėje pastebėti iškilimai (žr. 4 pav.) – didžiuliai tūrio dujų debesys, kurių masė gali siekti milijardus tonų. Kai kurios iš jų („ramios“) primena milžiniškas 3–5 tūkst. km storio, apie 10 tūkst. km aukščio ir iki 100 tūkst. km ilgio užuolaidas, paremtas kolonomis, kuriomis dujos teka žemyn iš vainiko. Jie lėtai keičia savo formą ir gali egzistuoti keletą mėnesių. Daugeliu atvejų iškilmėse stebimas tvarkingas atskirų ryšulių ir purkštukų judėjimas išilgai kreivinės trajektorijos, savo forma primenančios magnetinio lauko indukcijos linijas. Žybsnių metu atskiros iškilimų dalys gali pakilti iki kelių šimtų kilometrų per sekundę greičiu iki didžiulio aukščio – iki 1 milijono km, viršijančio Saulės spindulį.

Dėmių ir iškilimų skaičius, blyksnių dažnis ir galia Saulėje kinta tam tikru, nors ir ne itin griežtu, periodiškumu – vidutiniškai šis laikotarpis yra maždaug 11,2 metų. Yra tam tikras ryšys tarp augalų ir gyvūnų gyvybinių procesų, žmonių sveikatos būklės, oro ir klimato anomalijų bei kitų geofizinių reiškinių ir saulės aktyvumo lygio. Tačiau Saulės aktyvumo procesų įtakos sausumos reiškiniams mechanizmas dar nėra visiškai aiškus.

7. Žvaigždės

Mūsų Saulė teisingai vadinama tipine žvaigžde. Tačiau tarp didžiulės žvaigždžių pasaulio įvairovės yra daug tokių, kurios labai skiriasi nuo jo savo fizinėmis savybėmis. Todėl išsamesnis žvaigždžių vaizdas suteikia tokį apibrėžimą:

Žvaigždė yra erdvėje izoliuota, gravitaciniu būdu surišta medžiagos masė, nepermatoma spinduliuotei, kurioje įvyko, vyksta arba vyks dideliu mastu termobranduolinės vandenilio pavertimo heliu reakcijos.

Žvaigždžių šviesumas. Visą informaciją apie žvaigždes galime gauti tik ištyrę iš jų sklindančią spinduliuotę. Svarbiausia, kad žvaigždės viena nuo kitos skiriasi savo šviesumu (spinduliavimo galia): vienos spinduliuoja kelis milijonus kartų daugiau energijos nei Saulė, kitos šimtus tūkstančių kartų mažiau.

Saulė mums atrodo ryškiausias dangaus objektas tik todėl, kad ji yra daug arčiau nei visos kitos žvaigždės. Artimiausias iš jų – Alfa Kentauras – yra 270 tūkstančių kartų toliau nuo mūsų nei Saulė. Jei esate tokiu atstumu nuo Saulės, tada ji atrodys panašiai kaip ryškiausios žvaigždės Didžiojo Ursa žvaigždyne.

Žvaigždžių atstumas. Dėl to, kad žvaigždės yra labai toli nuo mūsų, tik pirmoje XIX a. pavyko aptikti jų metinį paralaksą ir apskaičiuoti atstumą. Net Aristotelis, o paskui Kopernikas žinojo, kokius žvaigždžių padėties stebėjimus reikia atlikti, kad būtų galima nustatyti jų poslinkį, jei Žemė juda. Norėdami tai padaryti, būtina stebėti bet kurios žvaigždės padėtį iš dviejų diametraliai priešingų jos orbitos taškų. Akivaizdu, kad per tą laiką kryptis į šią žvaigždę pasikeis ir kuo daugiau, tuo žvaigždė bus arčiau mūsų. Taigi šis tariamas (paralaktinis) žvaigždės poslinkis bus jos atstumo matas.

Metiniu paralaksu (p) paprastai vadinamas kampas, kuriuo nuo žvaigždės matomas Žemės orbitos spindulys (r), statmenas regėjimo linijai (5 pav.). Šis kampas yra toks mažas (mažiau nei 1 "), kad nei Aristotelis, nei Kopernikas negalėjo jo aptikti ir išmatuoti, nes jie stebėjo be optinių prietaisų.

Ryžiai. 5. Metinis žvaigždžių paralaksas

Atstumo iki žvaigždžių vienetai yra parsekas ir šviesmetis.

Parsekas yra atstumas, kuriame žvaigždžių paralaksas yra 1 ". Iš čia ir kilo šio vieneto pavadinimas: par - nuo žodžio "paralaksas", sec - nuo žodžio "antrasis".

Šviesmečiai yra atstumas, kurį šviesa nuvažiuoja 300 000 km/s greičiu per 1 metus.

1 vnt (parsekas) = ​​3,26 šviesmečio.

Nustatę atstumą iki žvaigždės ir iš jos sklindančios spinduliuotės kiekį, galite apskaičiuoti jos šviesumą.

Jei diagramoje išdėstyti žvaigždes pagal jų šviesumą ir temperatūrą, paaiškėja, kad pagal šias charakteristikas galima išskirti keletą žvaigždžių tipų (sekų) (6 pav.): supermilžinai, milžinai, pagrindinė seka, baltosios nykštukės. tt Mūsų Saulė kartu su daugeliu kitų žvaigždžių priklauso pagrindinėms žvaigždžių sekai.

Ryžiai. 6. Diagrama „temperatūra – šviesumas“ artimiausioms žvaigždėms

Žvaigždžių temperatūra. Iš spektro galima nustatyti išorinių žvaigždės sluoksnių, iš kurių sklinda spinduliuotė, temperatūrą. Kaip žinia, šildomo kūno spalva priklauso nuo jo temperatūros. Kitaip tariant, bangos ilgio padėtis, kuri sudaro didžiausią spinduliuotę, pasislenka iš raudonos į violetinį spektro galą, kylant temperatūrai. Vadinasi, žvaigždės išorinių sluoksnių temperatūrą galima nustatyti pagal energijos pasiskirstymą spektre. Kaip paaiškėjo, ši įvairių tipų žvaigždžių temperatūra svyruoja nuo 2500 iki 50 000 K.

Pagal žinomą žvaigždės šviesumą ir temperatūrą galima apskaičiuoti jos šviečiančio paviršiaus plotą ir taip nustatyti jos matmenis. Paaiškėjo, kad milžiniškų žvaigždžių skersmuo šimtus kartų didesnis už Saulę, o nykštukinės – dešimtis ir šimtus kartų už ją mažesnės.

žvaigždžių masė. Tuo pačiu pagal masę, kuri yra svarbiausia žvaigždžių charakteristika, jos šiek tiek skiriasi nuo Saulės. Tarp žvaigždžių nėra tokių, kurių masė būtų 100 kartų didesnė už Saulę, ir tų, kurių masė būtų 10 kartų mažesnė už Saulės.

Priklausomai nuo žvaigždžių masės ir dydžio, jos skiriasi savo vidine struktūra, nors visų jų cheminė sudėtis yra maždaug vienoda (95–98% jų masės sudaro vandenilis ir helis).

Saulė egzistavo kelis milijardus metų ir per tą laiką mažai pasikeitė, nes jos gelmėse vis dar vyksta termobranduolinės reakcijos, dėl kurių susidaro alfa dalelė (helio branduolys, susidedantis iš dviejų protonų ir dviejų neutronų). keturi protonai (vandenilio branduoliai). Masyvesnės žvaigždės savo vandenilio atsargas išnaudoja daug greičiau (per keliasdešimt milijonų metų). Po vandenilio „perdegimo“ prasideda reakcijos tarp helio branduolių, susidarant stabiliam anglies-12 izotopui, taip pat kitos reakcijos, kurių produktai yra deguonis ir daugybė sunkesnių elementų (natrio, sieros, magnio ir kt. .). Taigi žvaigždžių gelmėse susidaro daugelio cheminių elementų branduoliai, iki geležies.

Sunkesnių elementų branduolių susidarymas iš geležies branduolių gali vykti tik įsisavinus energiją, todėl tolesnės termobranduolinės reakcijos sustoja. Pačioms masyviausioms žvaigždėms šiuo metu įvyksta katastrofiški reiškiniai: pirma – greitas suspaudimas (griūtis), o paskui – galingas sprogimas. Dėl to žvaigždė iš pradžių žymiai padidėja, jos ryškumas padidėja dešimtis milijonų kartų, o paskui išmeta išorinius sluoksnius į kosmosą. Šis reiškinys stebimas kaip supernovos sprogimas, kurio vietoje yra nedidelė greitai besisukanti neutroninė žvaigždė – pulsaras.

Taigi, dabar žinome, kad visi elementai, sudarantys mūsų planetą ir visą gyvybę joje, susidarė dėl žvaigždėse vykstančių termobranduolinių reakcijų. Todėl žvaigždės yra ne tik labiausiai paplitę objektai Visatoje, bet ir svarbiausi norint suprasti Žemėje ir už jos ribų vykstančius reiškinius bei procesus.

8. Mūsų galaktika

Beveik visi plika akimi matomi objektai žvaigždėto dangaus šiauriniame pusrutulyje sudaro vieną dangaus kūnų (daugiausia žvaigždžių) sistemą – mūsų Galaktiką (7 pav.).

Žemiškajam stebėtojui būdinga jo detalė – Paukščių Takas, kuriame net pirmieji stebėjimai teleskopu leido atskirti daugybę silpnų žvaigždžių. Kaip patys matote bet kurią giedrą, be mėnulio naktį, ji driekiasi per dangų kaip šviesi balkšva nušiurusios formos juosta. Tikriausiai jis kažkam priminė išsiliejusio pieno pėdsakus, todėl tikriausiai neatsitiktinai terminas „galaktika“ kilęs iš Graikiškas žodis galaxis, o tai reiškia pieniškas, pieniškas.

Į Galaktiką neįtraukta tik silpna miglota dėmė, matoma Andromedos žvaigždyno kryptimi ir savo forma primenanti žvakės liepsną – Andromedos ūkas. Tai kita, panaši į mūsų, žvaigždžių sistema, nutolusi nuo mūsų 2,3 milijono šviesmečių atstumu.

Tik tada, kai 1923 m ryškios žvaigždės, mokslininkai galiausiai įsitikino, kad tai ne tik ūkas, o dar viena galaktika. Šį įvykį galima laikyti ir mūsų Galaktikos „atradimu“. Ir ateityje jo tyrimo sėkmė daugiausia buvo susijusi su kitų galaktikų tyrimais.

Mūsų žinios apie Galaktikos dydį, sudėtį ir struktūrą daugiausia buvo gautos per pastarąjį pusę amžiaus. Mūsų galaktikos skersmuo yra apie 100 tūkstančių šviesmečių (apie 30 tūkstančių parsekų). Žvaigždžių skaičius yra apie 150 milijardų ir jos sudaro 98% visos jos masės. Likę 2% yra tarpžvaigždinė medžiaga dujų ir dulkių pavidalu.

Žvaigždės sudaro įvairių formų ir daugybės objektų spiečius – sferinius ir išsibarsčiusius. Atviruose spiečių yra palyginti nedaug žvaigždžių – nuo ​​kelių dešimčių iki kelių tūkstančių. Garsiausias atviras spiečius yra Plejados, matomas Tauro žvaigždyne. Tame pačiame žvaigždyne yra Hiados, silpnų žvaigždžių trikampis šalia šviesaus Aldebarano. Kai kurios didžiosios Ursa žvaigždynui priklausančios žvaigždės taip pat sudaro atvirą spiečius. Beveik visi tokio tipo klasteriai matomi netoli Paukščių Tako.

Rutuliniuose žvaigždžių spiečiuose yra šimtai tūkstančių ir net milijonai žvaigždžių. Tik du iš jų – Šaulio ir Heraklio žvaigždynuose – vargiai matomi plika akimi. Rutuliniai spiečiai Galaktikoje pasiskirstę kitaip: dauguma jų yra netoli jos centro, o tolstant nuo jo jų koncentracija erdvėje mažėja.

Skiriasi ir šių dviejų tipų klasterių „populiacija“. Atvirų spiečių sudėtis daugiausia apima žvaigždes, susijusias (kaip Saulė) su pagrindine seka. Sferinėse yra daug raudonųjų milžinų ir submilžinų.

Šiuos skirtumus šiuo metu paaiškina skirtingų tipų spiečius sudarančių žvaigždžių amžius, taigi ir pačių spiečių amžius. Skaičiavimai parodė, kad daugelio atvirų spiečių amžius yra maždaug 2–3 Gyr, o rutulinių spiečių amžius yra daug vyresnis ir gali siekti 12–14 Gyr.

Kadangi atskirų žvaigždžių spiečių pasiskirstymas erdvėje skirtingi tipai ir kiti objektai pasirodė skirtingi, jie pradėjo skirti penkis posistemius, kurie sudaro vieną žvaigždžių sistemą - Galaktiką:

- plokščias jaunas;

- plokščias senas;

- tarpinis posistemis „diskas“;

– tarpinis sferinis;

- sferinis.

Ryžiai. 7. Galaktikos struktūra

Jų vieta parodyta diagramoje, kurioje Galaktikos struktūra pavaizduota Paukščių Tako plokštumai statmenoje plokštumoje (žr. 7 pav.). Paveiksle taip pat pavaizduota Saulės padėtis ir centrinė Galaktikos dalis – jos branduolys, esantis Šaulio žvaigždyno kryptimi.

Matuodami santykinę žvaigždžių padėtį danguje, astronomai XVIII a. pastebėjo, kad kai kurių ryškių žvaigždžių (Aldebarano, Arktūro ir Sirijaus) koordinatės pasikeitė, palyginti su tomis, kurios buvo gautos senovėje. Vėliau tapo akivaizdu, kad skirtingų žvaigždžių judėjimo erdvėje greičiai labai skiriasi. „Greičiausias“ iš jų, vadinamas „Skraidančia Barnardo žvaigžde“, per metus dangumi pasislenka 10,8 colio. Tai reiškia, kad per mažiau nei 200 metų ji pralenkia 0,5° (kampinis Saulės ir Mėnulio skersmuo). žvaigždė (jos dydis 9,7) yra Ophiuchus žvaigždyne. Dauguma iš 300 000 žvaigždžių, savo judėjimą kurios yra išmatuotos, daug lėčiau keičia savo padėtį – poslinkis yra tik šimtosios ir tūkstantosios lanko sekundės per metus. Apskritai visos žvaigždės juda aplink Galaktikos centrą. Saulė padaro vieną apsisukimą per maždaug 220 milijonų metų.

Reikšmingos informacijos apie tarpžvaigždinės medžiagos pasiskirstymą Galaktikoje buvo gauta dėl radijo astronomijos plėtros. Pirma, paaiškėjo, kad tarpžvaigždinės dujos, kurių didžioji dalis yra vandenilis, aplink Galaktikos centrą sudaro spiralės formos šakas. Tą pačią struktūrą galima atsekti kai kurių tipų žvaigždėse.

Todėl mūsų galaktika priklauso labiausiai paplitusiai spiralinių galaktikų klasei.

Pažymėtina, kad tarpžvaigždinė medžiaga žymiai apsunkina Galaktikos tyrimą optiniais metodais. Žvaigždžių užimamoje erdvėje jis pasiskirsto gana netolygiai. Pagrindinė dujų ir dulkių masė yra netoli Paukščių Tako plokštumos, kur susidaro didžiuliai (šimtų šviesmečių skersmens) debesys, vadinami ūkais. Erdvėje tarp debesų taip pat yra materijos, nors ir labai retos būklės. Paukščių tako forma, jame matomi tamsūs tarpai (didžiausias iš jų sukelia jo išsišakojimą, besitęsiantį nuo Akvilo žvaigždyno iki Skorpiono žvaigždyno) paaiškinami tuo, kad tarpžvaigždinės dulkės neleidžia matyti esančių žvaigždžių šviesos. už šių debesų. Būtent šie debesys nesuteikia mums galimybės pamatyti Galaktikos šerdies, kurią galima tirti tik priimant infraraudonąją spinduliuotę ir iš jos sklindančias radijo bangas.

Tais retais atvejais, kai šalia dujų ir dulkių debesies yra karšta žvaigždė, šis ūkas tampa šviesus. Mes tai matome, nes dulkės atspindi ryškios žvaigždės šviesą.

Galaktikoje stebimi įvairių tipų ūkai, kurių formavimasis glaudžiai susijęs su žvaigždžių evoliucija. Tai apima planetinius ūkus, kurie taip pavadinti todėl, kad silpnuose teleskopuose jie atrodo kaip tolimų planetų – Urano ir Neptūno – diskai. Tai išoriniai žvaigždžių sluoksniai, atskiriami nuo jų suspaudžiant šerdį ir paverčiant žvaigždę baltąja nykštuke. Šios kriauklės plečiasi ir išsisklaido kosmose per kelias dešimtis tūkstančių metų.

Kiti ūkai yra supernovos sprogimų liekanos. Žymiausias iš jų – Tauro žvaigždyne esantis Krabo ūkas, supernovos sprogimo rezultatas toks ryškus, kad 1054 m. buvo matomas net dieną 23 dienas. Šio ūko viduje stebimas pulsaras, kurio sukimosi periodas lygus 0,033 s, kinta šviesumas optiniame, rentgeno ir radijo diapazone. Yra žinoma daugiau nei 500 tokių objektų.

Būtent žvaigždėse vykstant termobranduolinėms reakcijoms susidaro daug cheminių elementų, o supernovų sprogimų metu susidaro net už geležį sunkesni branduoliai. Žvaigždžių, turinčių daug sunkiųjų cheminių elementų, prarastos dujos keičia tarpžvaigždinės medžiagos, iš kurios vėliau susidaro žvaigždės, sudėtį. Todėl „antrosios kartos“ žvaigždžių, kurioms tikriausiai priklauso ir mūsų Saulė, cheminė sudėtis kiek skiriasi nuo anksčiau susiformavusių senųjų žvaigždžių sudėties.

9. Visatos sandara ir evoliucija

Be Andromedos ūko, plika akimi galima pamatyti dar dvi galaktikas: Didįjį ir Mažąjį Magelano debesis. Jie matomi tik Pietų pusrutulyje, todėl europiečiai apie juos sužinojo tik po Magelano kelionės aplink pasaulį. Tai mūsų galaktikos palydovai, atskirti nuo jos maždaug 150 tūkstančių šviesmečių atstumu. Tokiu atstumu tokios žvaigždės kaip Saulė nėra matomos nei per teleskopą, nei nuotraukose. Bet į dideliais kiekiais stebimos karštos didelio šviesumo žvaigždės – supergigantai.

Galaktikos yra milžiniškos žvaigždžių sistemos, kurias sudaro nuo kelių milijonų iki kelių trilijonų žvaigždžių. Be to, galaktikose yra skirtingas (priklausomai nuo tipo) tarpžvaigždinės medžiagos kiekis (dujų, dulkių ir kosminių spindulių pavidalu).

Daugelio galaktikų centrinėje dalyje yra spiečius, vadinamas branduoliu, kuriame vyksta aktyvūs procesai, susiję su energijos išsiskyrimu ir materijos išmetimu.

Kai kurios galaktikos radijo diapazone turi daug galingesnę spinduliuotę nei matomoje spektro srityje. Tokie objektai vadinami radijo galaktikomis. Dar galingesni radijo spinduliuotės šaltiniai yra kvazarai, kurie optiniame diapazone taip pat spinduliuoja daugiau nei galaktikos. Kvazarai yra tolimiausi iš mūsų žinomi objektai visatoje. Kai kurie iš jų yra dideliais atstumais, viršijančiais 5 milijardus šviesmečių.

Matyt, kvazarai yra itin aktyvūs galaktikos branduoliai. Žvaigždės aplink šerdį yra neatskiriamos, nes kvazarai yra labai toli, o didelis jų ryškumas neleidžia aptikti silpnos žvaigždžių šviesos.

Galaktikų tyrimai parodė, kad linijos jų spektruose dažniausiai pasislenka link raudonojo galo, t.y., link ilgesnių bangų. Tai reiškia, kad beveik visos galaktikos (išskyrus kelias artimiausias) tolsta nuo mūsų.

Tačiau šio dėsnio egzistavimas visiškai nereiškia, kad galaktikos bėga nuo mūsų, nuo mūsų Galaktikos kaip nuo centro. Tas pats nuosmukio modelis bus stebimas iš bet kurios kitos galaktikos. O tai reiškia, kad visos stebimos galaktikos tolsta viena nuo kitos.

Apsvarstykite didžiulį rutulį (Visata), susidedantį iš atskirų taškų (galaktikų), tolygiai paskirstytų jame ir sąveikaujančių pagal visuotinės gravitacijos dėsnį. Jei įsivaizduosime, kad tam tikru pradiniu laiko momentu galaktikos nejuda viena kitos atžvilgiu, tai dėl abipusės traukos kitą akimirką jos neliks nejudrios ir ims artėti viena prie kitos. Vadinasi, Visata susitrauks, o medžiagos tankis joje padidės. Jei šiuo pradiniu momentu galaktikos tolsta viena nuo kitos, t.y. Visata plečiasi, gravitacija sumažins jų abipusio pašalinimo greitį. Tolesnis galaktikų, tam tikru greičiu tolstančių nuo rutulio centro, likimas priklauso nuo šio greičio ir „antrojo kosminio“ greičio santykio tam tikro spindulio ir masės rutuliui, susidedančiam iš atskirų galaktikų.

Jei galaktikų greičiai yra didesni už antrąjį erdvės greitį, tai jos tols neribotai – Visata plėsis neribotai. Jei jie yra mažesni už antrąjį kosminį, Visatos plėtimasis turėtų būti pakeistas susitraukimu.

Remiantis turimais duomenimis, šiuo metu neįmanoma padaryti aiškių išvadų, kuris iš šių variantų lems Visatos evoliuciją. Tačiau galima tvirtai teigti, kad anksčiau materijos tankis Visatoje buvo daug didesnis nei dabar. Galaktikos, žvaigždės ir planetos negalėjo egzistuoti kaip nepriklausomi objektai, o medžiaga, iš kurios jie dabar susideda, buvo kokybiškai kitokia ir buvo vienalytė, labai karšta ir tanki terpė. Jo temperatūra viršijo 10 milijardų laipsnių, o tankis buvo didesnis už atomų branduolių tankį, kuris yra 1017 kg/m3. Tai liudija ne tik teorija, bet ir stebėjimų rezultatai. Kaip matyti iš teorinių skaičiavimų, kartu su materija įjungta karštoji Visata ankstyvosios stadijos jo egzistavimas buvo užpildytas didelės energijos elektromagnetinės spinduliuotės kvantais. Plečiantis Visatai kvantų energija mažėjo ir šiuo metu turėtų atitikti 5–6 K. Ši spinduliuotė, vadinama relikvija, išties buvo atrasta 1965 m.

Taip buvo gautas patvirtinimas karštosios Visatos teorijai, kurios pradinis egzistavimo etapas dažnai vadinamas Didžiuoju sprogimu. Šiuo metu yra sukurta teorija, kuri aprašo procesus, vykusius Visatoje nuo pirmųjų jos plėtimosi akimirkų. Iš pradžių Visatoje negalėjo egzistuoti nei atomai, nei net sudėtingi atomų branduoliai. Esant tokioms sąlygoms, jiems sąveikaujant su kitomis elementariomis dalelėmis: elektronais, pozitronais, neutrinais ir antineutrinais, vyko abipusės neutronų ir protonų transformacijos. Temperatūrai visatoje nukritus iki 1 milijardo laipsnių, kvantų ir dalelių energijos tapo nepakankama, kad nesusidarytų paprasčiausi deuterio, tričio, helio-3 ir helio-4 atomų branduoliai. Praėjus maždaug 3 minutėms nuo Visatos plėtimosi pradžios, joje buvo nustatytas tam tikras vandenilio branduolių (apie 70%) ir helio branduolių (apie 30%) kiekio santykis. Tada toks santykis buvo išlaikytas milijardus metų, kol iš šios medžiagos susidarė galaktikos ir žvaigždės, kurių gelmėse dėl termobranduolinių reakcijų pradėjo formuotis sudėtingesni atomų branduoliai. Tarpžvaigždinėje terpėje susidarė sąlygos neutraliems atomams, vėliau – molekulėms susidaryti.

Prieš mus atsivėręs Visatos evoliucijos paveikslas yra nuostabus ir nuostabus. Nenustodami stebėtis, nereikėtų pamiršti, kad visa tai atrado žmogus – mažos dulkelės, pasiklydusios dulkelės, gyventojas. beribės platybės Visata, yra Žemės planetos gyventojas.

Naudotos literatūros sąrašas

1. Arutsev A.A., Ermolaev B.V., Kutateladze I.O., Slutsky M. Concepts šiuolaikinis gamtos mokslas. Su studijų vadovu. M. 1999 m

2. Petrosova R.A., Golovas V.P., Sivoglazovas V.I., Strautas E.K. Gamtos mokslas ir ekologijos pagrindai. Pamoka vidurinei pedagoginei švietimo įstaigų. Maskva: Bustard, 2007, 303 psl.

3. Savčenko V.N., Smagin V.P. ŠIUOLAIKINIŲ GAMTOS MOKSLŲ SĄVOKŲ IR PRINCIPŲ PRADŽIA. Pamoka. Rostovas prie Dono. 2006 m.