Czy wiesz, że mamy szczęście urodzić się nie tylko w „strefie życia” gwiazdy, ale także w całej galaktyce?

Jak wyglądają inne gwiazdy z zewnątrz?Już powiedzieliśmy, ale jak zewnętrzny obserwator widziałby nasz Układ Słoneczny i naszą gwiazdę-Słońce?

Sądząc po analizie otoczenia przestrzeń kosmiczna,Układ Słoneczny porusza się obecnie przez warstwę lokalną składającą się głównie z wodoru i pewnej ilości helu. Zakłada się, że ten lokalny obłok międzygwiazdowy rozciąga się na odległość 30 lat świetlnych, co w przeliczeniu na kilometry wynosi około 180 milionów km.

Z kolei „nasz” obłok znajduje się wewnątrz wydłużonego obłoku gazu, tzw lokalna bańka, utworzone przez cząstki starożytnych supernowych. Bąbel rozciąga się na ponad 300 lat świetlnych i znajduje się na wewnętrznej krawędzi jednego z ramion spiralnych.

Jednakże, jak powiedziałem wcześniej, nasze dokładne położenie względem ramion Drogi Mlecznej nie jest nam znane – cokolwiek by nie powiedzieć, po prostu nie mamy możliwości spojrzeć na to z zewnątrz i ocenić sytuacji.

Co należy zrobić: jeśli niemal w dowolnym miejscu na planecie możesz określić swoje położenie z wystarczającą dokładnością, to jeśli masz do czynienia ze skalami galaktycznymi, jest to niemożliwe - nasza galaktyka ma średnicę 100 tysięcy lat świetlnych. Nawet badając otaczającą nas przestrzeń kosmiczną, wiele pozostaje niejasnych.

Jeśli skorzystamy z międzygalaktycznego systemu pozycjonowania, prawdopodobnie znajdziemy się pomiędzy górą i dołem Drogi Mlecznej oraz w połowie drogi między centrum a zewnętrzną krawędzią galaktyki. Według jednej z hipotez osiedliliśmy się w dość „prestiżowym obszarze” galaktyki.

Zakłada się, że gwiazdy znajdujące się w pewnej odległości od centrum galaktyki należą do tzw strefa mieszkalna czyli tam, gdzie życie jest teoretycznie możliwe. A życie jest możliwe tylko w odpowiednim miejscu i odpowiedniej temperaturze - na planecie znajdującej się w takiej odległości od gwiazdy, że występuje na niej woda w stanie ciekłym. Tylko wtedy życie może powstać i ewoluować. Ogólnie rzecz biorąc, strefa nadająca się do zamieszkania rozciąga się na 13–35 tysięcy lat od centrum Drogi Mlecznej. Biorąc pod uwagę, że nasz Układ Słoneczny znajduje się 20 – 29 lat świetlnych od jądra galaktyki, jesteśmy w samym środku „optimum życia”.

Jednakże obecnie Układ Słoneczny jest rzeczywiście bardzo cichym „obszarem” przestrzeni kosmicznej. Planety układu powstały dawno temu, „wędrujące” planety albo zderzyły się ze swoimi sąsiadami, albo zniknęły poza naszym gwiezdnym domem, a liczba asteroid i meteorytów znacznie spadła w porównaniu z chaosem, który panował około 4 miliardów lat temu.

Wierzymy, że wczesne gwiazdy powstały wyłącznie z wodoru i helu. Ponieważ jednak gwiazdy są pewnego rodzaju gwiazdami, z biegiem czasu powstały cięższe pierwiastki. Jest to niezwykle ważne, ponieważ kiedy gwiazdy umierają i eksplodują, . Ich szczątki stają się materiałem budowlanym dla cięższych pierwiastków i swoistych nasion galaktyki. Skąd by oni mieli pochodzić, jeśli nie od „kowali” pierwiastki chemiczne„znajduje się w głębinach gwiazd?

Na przykład węgiel w naszych komórkach, tlen w płucach, wapń w naszych kościach, żelazo we krwi – wszystkie są tymi samymi ciężkimi pierwiastkami.

W strefie niezamieszkanej najwyraźniej brakowało procesów, które umożliwiły życie na Ziemi. Bliżej krawędzi galaktyki eksplodowało mniej masywnych gwiazd, co oznaczało, że wyrzucono mniej ciężkich pierwiastków. Dalej w galaktyce nie znajdziesz atomów tak ważnych dla życia pierwiastków jak tlen, węgiel, azot. Strefa nadająca się do zamieszkania charakteryzuje się obecnością tych cięższych atomów, a poza jej granicami życie jest po prostu niemożliwe.

Jeśli najbardziej zewnętrzna część galaktyki jest „złym obszarem”, to jej środkowa część jest jeszcze gorsza. A im bliżej jądra galaktyki, tym jest bardziej niebezpiecznie. W czasach Kopernika wierzyliśmy, że jesteśmy w centrum Wszechświata. Wygląda na to, że po tym wszystkim, czego dowiedzieliśmy się o niebie, zdecydowaliśmy, że jesteśmy w centrum galaktyki. Teraz, gdy wiemy jeszcze więcej, rozumiemy, jak możemy to zrobić mający szczęście być poza centrum.

W samym centrum Drogi Mlecznej znajduje się obiekt o ogromnej masie - Strzelec A, czarna dziura ma około 14 milionów km średnicy, jego masa jest 3700 razy większa więcej masy nasze Słońce. Czarna dziura w centrum galaktyki emituje silne promieniowanie radiowe, wystarczające do spalenia wszystkiego. znane formyżycie. Dlatego nie sposób się do niej zbliżyć. Istnieją inne regiony galaktyki, które nie nadają się do zamieszkania. Na przykład z powodu najsilniejszego promieniowania.

Gwiazdy typu O- to olbrzymy znacznie gorętsze od Słońca, 10-15 razy większe od niego i emitujące w przestrzeń kosmiczną kolosalne dawki promieniowania ultrafioletowego. Wszystko ginie pod promieniami takiej gwiazdy. Takie gwiazdy są w stanie niszczyć planety, zanim jeszcze zakończą się one formować. Promieniowanie z nich jest tak wielkie, że po prostu wyrywa materię z tworzących się planet i układów planetarnych i dosłownie wyrywa planety z orbit.

Gwiazdy typu O to prawdziwe „gwiazdy śmierci”. W promieniu 10 lub więcej lat świetlnych od nich nie ma życia.

Zatem nasz zakątek galaktyki przypomina kwitnący ogród pomiędzy pustynią a oceanem. Mamy wszystkie elementy niezbędne do życia. Na naszym terenie główną barierą przed promieniowaniem kosmicznym jest pole magnetyczne Słońca, a pole magnetyczne Ziemi chroni nas przed promieniowaniem słonecznym. Za to odpowiada pole magnetyczne Słońca słoneczny wiatr, czyli ochrona przed problemami, które przychodzą do nas z krawędzi Układ Słoneczny. Pole magnetyczne Słońca wiruje wiatr słoneczny, który jest naładowanym strumieniem protonów i elektronów wyrzucanych ze Słońca z prędkością miliona kilometrów na godzinę.

Wiatr słoneczny niesie pole magnetyczne na odległość trzykrotnie większą niż orbita Neptuna. Ale miliard kilometrów później, w miejscu zwanym heliopauza, wiatr słoneczny wysycha i prawie znika. Zwolniwszy przestaje być barierą dla promieni kosmicznych z przestrzeni międzygwiezdnej. To miejsce jest granicą heliosfera.

Gdyby nie było heliosfery, promienie kosmiczne przenikałyby przez nasz Układ Słoneczny bez przeszkód. Heliosfera działa jak klatka do nurkowania z rekinami, tyle że zamiast rekinów jest promieniowanie, a zamiast płetwonurka jest nasza planeta.

Część promieni kosmicznych rzeczywiście przenika przez barierę. Ale jednocześnie tracą większość swojej siły. Kiedyś myśleliśmy, że heliosfera jest elegancką barierą, czymś w rodzaju złożonej kurtyny pola magnetycznego. Do czasu otrzymania danych z sond Voyager 1 i Voyager 2, wystrzelonych w 1997 r. Na początku XXI wieku przetwarzano dane z urządzeń. Okazało się, że pole magnetyczne na granicy heliosfery przypomina piankę magnetyczną, której każdy bąbel ma szerokość około 100 milionów km. Przyzwyczailiśmy się myśleć, że powierzchnia pola jest ciągła, tworząc niezawodną barierę. Ale, jak się okazało, składa się z bąbelków i wzorów.

Gdy badamy otoczenie naszej galaktyki, pył i gaz zakłócają naszą zdolność do bardziej szczegółowego badania obiektów. W ciągu długiej historii obserwacji dowiedzieliśmy się, co następuje. Kiedy badamy nocne niebo gołym okiem lub przez teleskop, widzimy dużo w widzialnej części widma. Ale to tylko część tego, co faktycznie tam jest. Niektóre teleskopy potrafią widzieć przez kosmiczny pył dzięki tzw widzenie w podczerwieni.

Gwiazdy są bardzo gorące, ale ukryte są w skorupach pyłu. Możemy je obserwować za pomocą teleskopu na podczerwień. Obiekty mogą być przezroczyste lub nieprzezroczyste, w zależności od fal świetlnych, to znaczy światła, które może lub nie może przez nie przejść. Jeśli między obiekt a teleskop dostanie się coś na przykład gaz lub pył kosmiczny, może przenieść się do innej części widma, gdzie fale świetlne będą miały inną częstotliwość. W takim przypadku przeszkoda ta może stać się widoczna.

Uzbrojeni w podczerwień i inne urządzenia odkryliśmy wokół siebie wielu kosmicznych sąsiadów, których istnienia nie podejrzewaliśmy. Istnieje wiele instrumentów do obserwacji ciał kosmicznych i gwiazd w różnych częściach widma.

Odkrywszy wokół nas wiele nowych ciał kosmicznych, zastanawiamy się, jak się zachowują, jaki wpływ miały na Ziemię w momencie powstania życia na Ziemi. Część z nich to „dobrzy sąsiedzi”, to znaczy zachowują się przewidywalnie i poruszają się po przewidywalnej trajektorii. „Źli sąsiedzi” są nieprzewidywalni. Może to być eksplozja umierającej gwiazdy lub zderzenie, którego fragmenty polecą w naszą stronę.

Być może niektórzy z naszych sąsiadów w starożytności przynieśli nam „dar”, który zmienił wszystko. Kiedy nasza Ziemia zakończyła formowanie się i ostygła, powierzchnia była nadal bardzo gorąca. A ponieważ woda po prostu wyparowała, mogła zostać ponownie sprowadzona na Ziemię przez liczne komety lub asteroidy. Istnieje wiele teorii na temat tego, w jaki sposób moglibyśmy zdobyć wodę.

Według jednego z nich wodę mogły przynieść ciała lodowe, które przybyły do ​​​​Układu Słonecznego z zewnątrz lub pozostały po powstaniu Słońca i planet. Według jednej z najnowszych teorii, około 4 miliony lat temu grawitacja ciężkiego gazowego giganta Jowisza wysłała lodowe asteroidy w stronę Marsa, Ziemi i Wenus. Ale tylko na Ziemi lód był w stanie przeniknąć do płaszcza. Woda zmiękczyła Ziemię i zapoczątkowała proces tektoniki płyt, w wyniku czego powstały kontynenty i oceany.

Jak powstało życie w oceanach? Może być konieczne związki organiczne uderzyć ich z kosmosu? W niektórych meteorytach, zwanych melancholią dwutlenku węgla, naukowcy odkryli związki organiczne, które mogą przyczynić się do rozwoju życia na Ziemi. Związki te są podobne do tych zebranych z meteorytów antarktycznych, próbek pyłu międzygwiazdowego i fragmentów komet uzyskanych z pyłu gwiezdnego przez NASA w 2005 roku.

Początkiem życia jest długi łańcuch reakcji związków organicznych. Wszystkie związki organiczne zawierają węgiel i możliwe jest, że różne okoliczności doprowadziły do ​​​​powstania różnych związków organicznych. Niektóre mogą powstać tu na planecie, a inne w kosmosie. Jest całkiem możliwe, że bez tych międzygalaktycznych darów od naszych sąsiadów życie na Ziemi nigdy by się nie pojawiło.

Ale są też nieprzewidywalni sąsiedzi. Na przykład gwiazda jest pomarańczowym karłem Gliese 710. Gwiazda ta jest o 60% masywniejsza od Słońca, znajduje się obecnie zaledwie 63 lata świetlne od Ziemi i nadal zbliża się do Układu Słonecznego.

Obłok Oorta to ogromna kula zamarzniętych skał i bloków lodu otaczająca Układ Słoneczny (w środku). Źródło komet i wędrujących meteorytów „spoza” naszego układu

Również w odległości 1 lata świetlne z Ziemi istnieje tzw Chmura Oorta. Komety z Obłoku Oorta możemy obserwować, jeśli przejdą wystarczająco blisko Słońca, jednak zazwyczaj tak się nie dzieje i ich nie widzimy.

Są też po prostu „dziwni sąsiedzi”. Jedna z nich (a raczej cała rodzina) to gwiazdy konstelacji Centaura.

Gwiazda Alfa Centauri, najjaśniejsza gwiazda w konstelacji Centaura, jest dla nas trzecią najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie. Jest naszą najbliższą sąsiadką, odległą od nas o 4 lata świetlne. Do XX wieku wierzono, że jest to gwiazda podwójna, ale później okazało się, że nie obserwujemy nic innego jak układ trzech gwiazd krążących wokół siebie jednocześnie!

Alfa Centauri A jest bardzo podobna do naszego Słońca, a jej masa jest taka sama. Alpha Centauri B jest nieco mniejsza i jest trzecią gwiazdą Proxima Centrauri jest gwiazdą typu M, której masa stanowi około 12% masy Słońca. Jest tak mały, że nie jesteśmy w stanie go zaobserwować gołym okiem.

Okazuje się, że wiele innych sąsiadujących z nami gwiazd również ma układy wielokrotne. Syriusz, położony około 8,5 lat świetlnych od nas, jest znany jako jeden z najbardziej znanych jasne gwiazdy na niebie jest także gwiazda podwójna. Większość gwiazd jest mniejsza od naszego Słońca i często są to gwiazdy podwójne. Zatem nasze samotne Słońce jest raczej wyjątkiem od reguły.

Większość otaczających nas gwiazd to czerwone lub brązowe karły. Czerwone karły stanowią aż 70% wszystkich gwiazd nie tylko w naszej galaktyce, ale także we Wszechświecie. Jesteśmy przyzwyczajeni do naszego Słońca, wydaje nam się to standardem, ale czerwonych karłów jest znacznie więcej.

Aż do 1990 roku nie byliśmy pewni, czy wśród naszych sąsiadów są brązowe karły. Te obiekty kosmiczne Są też wyjątkowe - nie do końca gwiazdy, ale też nie planety, a ich kolor wcale nie jest brązowy.

Brązowe karły są jednymi z najbardziej tajemniczych mieszkańców naszego Układu Słonecznego, ponieważ rzeczywiście są bardzo zimne i bardzo ciemne. Emitują mało światła, przez co są niezwykle trudne do obserwacji. W 2011 roku jeden z teleskopów NASA Wide-Field Infrared Explorer, znajdujący się gdzieś w odległości od 9 do 40 lat świetlnych od Ziemi, odkrył wiele brązowych karłów, których temperatury powierzchni kiedyś uważano za niemożliwe. Niektóre z tych brązowych karłów są tak fajne, że można je nawet dotknąć. Temperatura ich powierzchni wynosi zaledwie 26°C. Gwiazdy w temperaturze pokojowej — cokolwiek widzisz we wszechświecie!

Jednak poza naszą „lokalną bańką” znajdują się nie tylko gwiazdy, ale także planety, czy raczej egzoplanety- to znaczy nie krążący wokół Słońca. Odkrycie takich planet jest niezwykle trudnym wydarzeniem. To jak oglądanie jednej żarówki w Las Vegas nocą! Tak naprawdę tych planet nawet nie widzimy, a jedynie się domyślamy, gdy Teleskop Keplera, który monitoruje zmiany jasności gwiazd, zarejestruje nieznaczną zmianę jasności gwiazdy, gdy jedna z egzoplanet przechodzi przez jej dysk .

O ile nam wiadomo, nasza najbliższa egzoplanetarna sąsiadka znajduje się dosłownie „w dalszej części ulicy” od nas, „tylko” 10 lat świetlnych od nas, krążąc wokół pomarańczowej gwiazdy Epsilon Eridani. Jednak egzoplaneta bardziej przypomina Jowisza niż Ziemię, ponieważ jest ogromnym gazowym olbrzymem. Biorąc jednak pod uwagę, że od pierwszych odkryć egzoplanet minęły niecałe dwie dekady, kto wie, co nas czeka dalej.

W 2011 roku na naszym terenie astronomowie odkryli nowy rodzaj planety - bezdomne planety. Okazuje się, że istnieją planety, które nie krążą wokół swojej gwiazdy macierzystej. Rozpoczęli swoje życie jak wszystkie inne planety, ale z tego czy innego powodu zostali wypędzeni ze swojej orbity, opuścili swoje układy słoneczne i teraz wędrują bez celu po galaktyce, nie mając możliwości powrotu do domu. Jest to zaskakujące, ale dla nazwania tego rodzaju planet konieczna będzie nowa definicja w przypadku planet, które istnieją poza przyciąganiem grawitacyjnym swoich gwiazd macierzystych.

Na horyzoncie rysuje się jednak kilka wydarzeń, które mogą stać się prawdziwą sensacją nawet na kosmiczną skalę.

W całej historii nauki zainteresowania nauk o Ziemi obejmowały rozwijanie pomysłów na temat świata wokół człowieka - planety Ziemia, Układu Słonecznego, Wszechświata. Pierwszym matematycznie uzasadnionym modelem wszechświata był system geocentryczny C. Ptolemeusza (165-87 p.n.e.), który poprawnie jak na tamte czasy odzwierciedlał część świata dostępną do bezpośredniej obserwacji. Dopiero 1500 lat później powstał heliocentryczny model Układu Słonecznego Mikołaja Kopernika (1473-1543).

Powodzenie teoria fizyczna i astronomia koniec XIX V. a pojawienie się pierwszych teleskopów optycznych doprowadziło do powstania idei o niezmiennym Wszechświecie. Rozwój teorii względności i jej zastosowanie do rozwiązywania paradoksów kosmologicznych (grawitacyjnych, fotometrycznych) stworzył relatywistyczną teorię Wszechświata, która początkowo została przedstawiona przez A. Einsteina jako model statyczny. W latach 1922-1924 gt. AA Friedman uzyskał rozwiązania równań ogólna teoria teoria względności materii równomiernie wypełniającej całą przestrzeń (model jednorodnego izotropowego Wszechświata), która pokazała niestacjonarną naturę Wszechświata - musi się on rozszerzać lub kurczyć. W 1929 roku E. Hubble odkrył ekspansję Wszechświata, obalając ideę jego nienaruszalności. Teoretyczne wyniki A.A. Friedmana i E. Hubble'a umożliwiły wprowadzenie pojęcia „początku” do ewolucji Wszechświata i wyjaśnienie jego struktury.

W latach 1946-1948. G. Gamow opracował teorię „gorącego” Wszechświata, według której materia Wszechświata na początku ewolucji miała nieosiągalną eksperymentalnie temperaturę i gęstość. W 1965 roku odkryto reliktowe mikrofalowe promieniowanie tła, które początkowo miało bardzo wysoką temperaturę, co potwierdziło eksperymentalnie teorię G. Gamowa.

W ten sposób nasze wyobrażenia o świecie rozszerzyły się w ujęciu przestrzennym i czasowym. Jeśli przez długi czas Wszechświat był uważany za medium obejmujące ciała niebieskie różnych rangach, to według współczesnych koncepcji Wszechświat jest uporządkowanym systemem rozwijającym się jednokierunkowo. Wraz z tym powstało założenie, że Wszechświat niekoniecznie wyczerpuje pojęcie świata materialnego i być może istnieją inne Wszechświaty, w których znane prawa wszechświata niekoniecznie mają zastosowanie.



Wszechświat

Wszechświat- to otaczający nas świat materialny, nieograniczony w czasie i przestrzeni. Granice Wszechświata najprawdopodobniej będą się poszerzać wraz z pojawieniem się nowych możliwości bezpośredniej obserwacji, tj. są one względne dla każdego momentu w czasie.

Wszechświat jest jednym z konkretnych obiektów naukowych badań eksperymentalnych. Zakłada się, że podstawowe prawa nauk przyrodniczych obowiązują w całym wszechświecie.

Stan Wszechświata. Wszechświat jest obiektem niestacjonarnym, którego stan zależy od czasu. Według panującej teorii Wszechświat obecnie się rozszerza: większość galaktyk (z wyjątkiem tych najbliższych nam) oddala się od nas i względem siebie. Im dalej znajduje się galaktyka – źródło promieniowania, tym większa jest prędkość cofania się (rozpraszania). Zależność tę opisuje równanie Hubble'a:

Gdzie w- prędkość usuwania, km/s; R- odległość do galaktyki, Św. rok; N - współczynnik proporcjonalności, czyli stała Hubble'a, H = 15×10 -6 km/(s×sa. rok). Ustalono, że prędkość przyspieszania wzrasta.

Jednym z dowodów ekspansji Wszechświata jest „przesunięcie ku czerwieni linii widmowych” (efekt Dopplera): widmowe linie absorpcyjne w obiektach oddalających się od obserwatora są zawsze przesunięte w stronę długich (czerwonych) fal widma, a zbliżających się - w kierunku krótkiego (niebieski).

Widmowe linie absorpcyjne ze wszystkich galaktyk są z natury przesunięte ku czerwieni, co oznacza, że ​​następuje ekspansja.

Gęstość materii we Wszechświecie. Rozkład gęstości materii w poszczególnych częściach Wszechświata różni się o ponad 30 rzędów wielkości. Najwyższa gęstość, jeśli nie weźmie się pod uwagę mikrokosmosu (np. jądro atomowe), nieodłączny gwiazdy neutronowe(około 10 14 g/cm 3), najniższe (10 -24 g/cm 3) - dla całej Galaktyki. Według F. Yu Siegela normalna gęstość materii międzygwiazdowej w przeliczeniu na atomy wodoru wynosi jedną cząsteczkę (2 atomy) na 10 cm 3, w gęstych obłokach - mgławicach sięga kilku tysięcy cząsteczek. Jeśli stężenie przekroczy 20 atomów wodoru na 1 cm 3, rozpoczyna się proces konwergencji, przechodzący w akrecję (sklejanie).

Skład materiału. Z całkowitej masy materii we Wszechświecie tylko około 1/10 jest materią widzialną (świecącą), pozostałe 9/10 to materia niewidzialna (nieświecąca). Widoczna materia, której skład można z pewnością ocenić na podstawie charakteru widma emisyjnego, reprezentowana jest głównie przez wodór (80–70%) i hel (20–30%). W świetlistej masie materii jest tak niewiele innych pierwiastków chemicznych, że można je pominąć. We Wszechświecie nie ma znaczących ilości antymaterii, z wyjątkiem niewielkiej części antyprotonów w promieniowaniu kosmicznym.

Wszechświat jest pełny promieniowanie elektromagnetyczne który jest nazywany relikt, te. pozostałość po wczesnych stadiach ewolucji Wszechświata.

Jednorodność, izotropia i struktura. W skali globalnej rozważa się Wszechświat izotropowy I jednorodny. Znak izotropii, tj. Niezależność właściwości obiektów od kierunku w przestrzeni polega na równomierności rozkładu promieniowania reliktowego. Najdokładniejsze współczesne pomiary nie wykazały odchyleń w natężeniu tego promieniowania w różnych kierunkach i w zależności od pory dnia, co jednocześnie wskazuje na dużą jednorodność Wszechświata.

Kolejną cechą Wszechświata jest niejednorodność I Struktura(dyskretność) na małą skalę. W globalnej skali setek megaparseków materię Wszechświata można uznać za jednorodny ośrodek ciągły, którego cząstkami są galaktyki, a nawet gromady galaktyk. Bardziej szczegółowe badanie ujawnia uporządkowaną naturę Wszechświata. Elementy konstrukcyjne Wszechświat składa się z ciał kosmicznych, głównie gwiazd, tworzących układy gwiezdne różnej rangi: galaktyka- gromada galaktyk- Metagalaktyka, Charakteryzuje je lokalizacja w przestrzeni, ruch wokół wspólnego centrum, określona morfologia i hierarchia.

Galaktyka Drogi Mlecznej składa się z 10 11 gwiazd i ośrodka międzygwiazdowego. Należy do układów spiralnych, które mają płaszczyznę symetrii (płaszczyzna dysku) i oś symetrii (oś obrotu). Obserwowana wizualnie spłaszczenie dysku Galaktyki wskazuje na znaczną prędkość jego obrotu wokół własnej osi. Bezwzględna prędkość liniowa jego obiektów jest stała i wynosi 220-250 km/s (możliwe, że wzrasta dla obiektów bardzo oddalonych od środka). Okres obrotu Słońca wokół centrum Galaktyki wynosi 160-200 milionów lat (średnio 180 milionów lat) i nazywany jest rok galaktyczny.

Ewolucja Wszechświata. Zgodnie z modelem rozszerzającego się Wszechświata opracowanym przez A.A. Friedmana na podstawie ogólnej teorii względności A.Einsteina ustalono, że:

1) na początku ewolucji Wszechświat doświadczył stanu osobliwości kosmologicznej, kiedy gęstość jego materii była równa nieskończoności, a temperatura przekraczała 10 28 K (przy gęstości ponad 10 93 g/cm 3 materia była niezbadana kwantowe właściwości czasoprzestrzeni i grawitacji);

2) substancja występująca w stan pojedynczy, uległ nagłej ekspansji, którą można porównać do eksplozji („Wielki Wybuch”);

3) w warunkach niestacjonarności rozszerzającego się Wszechświata gęstość i temperatura materii maleją z czasem, tj. w procesie ewolucji;

4) w temperaturze rzędu 10,9 K przeprowadzono nukleosyntezę, w wyniku której nastąpiło chemiczne zróżnicowanie substancji oraz struktura chemiczna Wszechświat;

5) na tej podstawie Wszechświat nie mógłby istnieć wiecznie i jego wiek określa się na 13 do 18 miliardów lat.

Układ Słoneczny

Układ Słoneczny - to jest Słońce i zbiór ciał niebieskich: 9 planet i ich satelitów (w 2002 r. było ich 100), wiele asteroid, komet i meteorów krążących wokół Słońca lub wchodzących (podobnie jak komety) do Układu Słonecznego. Podstawowe informacje o obiektach Układu Słonecznego zawarte są na ryc. 3.1 i tabela. 3.1.

Tabela 3.1. Niektóre parametry fizyczne planet Układu Słonecznego

Obiekt Układu Słonecznego Odległość od Słońca promień, km liczba promieni ziemi waga, 10 23 kg masa w stosunku do Ziemi średnia gęstość, g/cm 3 okres orbitalny, liczba dni ziemskich okres obrotu wokół własnej osi liczba satelitów (księżyców) albedo przyspieszenie ziemskie na równiku, m/s 2 prędkość oddzielenia się od grawitacji planety, m/s obecność i skład atmosfery,% średnia temperatura powierzchni, °C
milion km tj.
Słońce - 695 400 1,989×10 7 332,80 1,41 25-36 9 - 618,0 Nieobecny
Rtęć 57,9 0,39 0,38 3,30 0,05 5,43 59 dni 0,11 3,70 4,4 Nieobecny
Wenus 108,2 0,72 0,95 48,68 0,89 5,25 243 dni 0,65 8,87 10,4 CO 2, N 2, H 2 O
Ziemia 149,6 1,0 1,0 59,74 1,0 5,52 365,26 23 godz. 56 min 4 s 0,37 9,78 11,2 N 2, O 2, CO 2, Ar, H 2 O
Księżyc 1,0 0,27 0,74 0,0123 3,34 29,5 27 godz. 32 min - 0,12 1,63 2,4 Bardzo ubrany -20
Mars 227,9 1,5 0,53 6,42 0,11 3,95 24 godz. 37 min 23 s 0,15 3,69 5,0 CO 2 (95,3), N 2 (2,7), Ar (1,6), O 2 (0,15), H 2 O (0,03) -53
Jowisz 778,3 5,2 18986,0 1,33 11,86 lat 9 godz. 30 min 30 s 0,52 23,12 59,5 N (77), Nie (23) -128
Saturn 1429,4 9,5 5684,6 0,69 29,46 lat 10 godzin 14 minut 0,47 8,96 35,5 Nie -170
Uran 2871,0 19,2 25 362 868,3 1,29 84,07 lat 11 godz.3 0,51 8,69 21,3 N (83), On (15), CH 4 (2) -143
Neptun 4504,3 30,1 24 624 1024,3 1,64 164,8 lat 16h 0,41 11,00 23,5 N, On, CH 4 -155
Pluton 5913,5 39,5 0,18 0,15 0,002 2,03 247,7 6,4 dnia 0,30 0,66 1,3 N2, CO, NH4 -210

Słońce to kula gorącego gazu, w której znaleziono około 60 pierwiastków chemicznych (tabela 3.2). Słońce obraca się wokół własnej osi w płaszczyźnie nachylonej pod kątem 7°15" do płaszczyzny orbity Ziemi. Prędkość obrotu warstw powierzchniowych Słońca jest różna: na równiku okres obrotu wynosi 25,05 dnia , na 30° szerokości geograficznej - 26,41 dnia, w rejonach polarnych - 36 dni. Źródłem energii Słońca są reakcje jądrowe przekształcające wodór w hel. Ilość wodoru zapewni zachowanie jego jasności przez dziesiątki miliardów lat lat.Do Ziemi dociera tylko jedna dwumiliardowa część energii słonecznej.

Słońce ma budowę skorupową (ryc. 3.2). W centrum są podświetlone rdzeń o promieniu około 1/3 słońca, ciśnieniu 250 miliardów atm, temperaturze ponad 15 milionów K i gęstości 1,5 × 10 5 kg/m 3 (150-krotność gęstości wody). Prawie cała energia słoneczna generowana jest w jądrze i przez nią przepuszczana strefa promieniowania, gdzie światło jest wielokrotnie pochłaniane przez substancję i ponownie emitowane. Powyżej znajduje się strefa konwekcyjna(mieszanie), podczas którego substancja zaczyna się poruszać na skutek nierównomiernego przekazywania ciepła (proces podobny do przenoszenia energii we wrzącym czajniku). Widoczna powierzchnia Słońca jest utworzona przez jego atmosfera. Jej dolna część o grubości około 300 km, emitująca większość promieniowania, to tzw fotosfera. Jest to „najzimniejsze” miejsce na Słońcu, gdzie temperatury w górnych warstwach spadają z 6000 do 4500 K. Fotosferę tworzą granulki o średnicy 1000-2000 km, których odległość wynosi od 300 do 600 km. Granulki tworzą ogólne tło dla różnych formacji słonecznych - protuberancji, faculae, plam. Nad fotosferą, na wysokości 14 tys. km, znajduje się chromosfera. Podczas pełnego zaćmienia Księżyca jest widoczny jako różowa aureola otaczająca ciemny dysk. Temperatura w chromosferze wzrasta, a w górnych warstwach sięga kilkudziesięciu tysięcy stopni. Najbardziej zewnętrzna i najcieńsza część atmosfera słoneczna - korona słoneczna- rozciąga się na odległości kilkudziesięciu promieni słonecznych. Temperatura tutaj przekracza 1 milion stopni.

Tabela 3.2. Skład chemiczny Słońca i planet grupa naziemna, % (wg A. A. Marakusheva, 1999)

Element Słońce Rtęć Wenus Ziemia Mars
Si 34,70 16,45 33,03 31,26 36,44
Fe 30,90 63,07 30,93 34,50 24,78
Mg 27,40 15,65 31,21 29,43 34,33
Nie 2,19 - - - -
Glin 1,74 0,97 2,03 1,90 2,29
Ok 1,56 0,88 1,62 1,53 1,73
Ni 0,90 2,98 1,18 1,38 0,43

Ryż. 3.2. Struktura Słońca

Planety Układ Słoneczny dzieli się na dwie grupy: wewnętrzny, lub planety ziemskie - Merkury, Wenus, Ziemia, Mars i zewnętrzny, lub planety-olbrzymy - Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton. Szacunkowy skład materiałowy planet pokazano na ryc. 3.3.

Planety ziemskie. Planety wewnętrzne mają stosunkowo małe rozmiary, dużą gęstość i wewnętrzne zróżnicowanie materii. Wyróżniają się zwiększoną koncentracją węgla, azotu i tlenu oraz brakiem wodoru i helu. Planety ziemskie charakteryzują się asymetrią tektoniczną: struktura skorupy północnych półkul planet różni się od południowych.

Rtęć - planeta najbliższa Słońcu. Wśród planet Układu Słonecznego wyróżnia się najbardziej wydłużoną orbitą eliptyczną. Temperatura po stronie oświetlonej wynosi 325-437°C, po stronie nocnej od -123 do -185°C. Amerykańska sonda kosmiczna Mariner 10 w 1974 roku odkryła na Merkurym rozrzedzoną atmosferę (ciśnienie 10–11 atm), składającą się z helu i wodoru w stosunku 50:1. Pole magnetyczne Merkurego jest 100 razy słabsze niż ziemskie, co wynika głównie z powolnego obrotu planety wokół własnej osi. Powierzchnia Merkurego ma wiele wspólnego z powierzchnią Księżyca, jest jednak zdominowana przez ulga kontynentalna. Wraz z księżycowymi kraterami różnej wielkości odnotowuje się nieobecne na Księżycu skarpy - klify o wysokości 2-3 km i długości setek i tysięcy kilometrów.

Ryż. 3.3. Struktura i szacunkowy skład materiałowy planet (według G.V. Voitkevicha): A - grupa ziemi: 1, 2, 3 - odpowiednio krzemiany, metale i siarczki metali; B- giganci: 1 - wodór molekularny; 2 - wodór metaliczny; 3 - lód wodny; 4 - rdzeń wykonany z kamienia lub materiału żelazowo-kamiennego

Masa Merkurego stanowi 1/18 masy Ziemi. Pomimo swoich niewielkich rozmiarów Merkury ma niezwykle dużą gęstość (5,42 g/cm3), bliską gęstości Ziemi. Wysoka gęstość wskazuje na gorący i prawdopodobnie stopiony metaliczny rdzeń, który stanowi około 62% masy planety. Jądro otoczone jest powłoką krzemianową o grubości około 600 km. Skład chemiczny powierzchni skał i podłoża Merkurego można ocenić jedynie na podstawie danych pośrednich. Odbicie regolitu rtęciowego wskazuje, że składa się on z tych samych skał, które tworzą glebę księżycową.

Wenus obraca się wokół własnej osi jeszcze wolniej (w ciągu 244 ziemskich dni) niż Merkury i in odwrotny kierunek, więc Słońce na Wenus wschodzi na zachodzie i zachodzi na wschodzie. Masa Wenus stanowi 81% masy Ziemi. Masa obiektów na Wenus jest tylko o 10% mniejsza niż ich masa na Ziemi. Uważa się, że skorupa planety jest cienka (15–20 km), a jej główną część stanowią krzemiany, które na głębokości 3224 km zastępuje żelazny rdzeń. Topografia planety została rozcięta - pasma górskie o wysokości do 8 km przeplatają się z kraterami o średnicy kilkudziesięciu kilometrów (maksymalnie do 160 km) i głębokości do 0,5 km. Ogromne, wyrównane przestrzenie pokryte są skalistymi skupiskami gruzu o ostrych kątach. W pobliżu równika odkryto gigantyczną depresję liniową o długości do 1500 km i szerokości 150 km i głębokości do 2 km. Wenus nie posiada dipolowego pola magnetycznego, co można wytłumaczyć wysoką temperaturą. Na powierzchni planety temperatura wynosi (468+7)°C, a na głębokości oczywiście 700-800°C.

Wenus ma bardzo gęstą atmosferę. Na powierzchni ciśnienie atmosferyczne wynosi co najmniej 90-100 atm, co odpowiada ciśnieniu mórz ziemskich na głębokości 1000 m. Według skład chemiczny atmosfera składa się głównie z dwutlenku węgla zmieszanego z azotem, parą wodną, ​​tlenem, kwasem siarkowym, chlorowodorem i fluorowodorem. Uważa się, że atmosfera Wenus jest w przybliżeniu podobna do atmosfery Ziemi. wczesne stadia jego powstanie (3,8-3,3 miliarda lat temu). Warstwa chmur atmosfery rozciąga się od wysokości 35 km do 70 km. Dolna warstwa chmur składa się z 75–80% kwasu siarkowego, ponadto występują fluorowodorowe i kwas chlorowodorowy. Będąc 50 milionów km bliżej Słońca niż Ziemia, Wenus otrzymuje dwa razy więcej ciepła niż nasza planeta - 3,6 cal/(cm 2 × min). Energia ta jest akumulowana przez atmosferę dwutlenku węgla, co powoduje ogromny efekt cieplarniany i wysokie temperatury powierzchni Wenus – gorące i pozornie suche. Informacje kosmiczne wskazują na osobliwy blask Wenus, który prawdopodobnie można wytłumaczyć wysokimi temperaturami skał powierzchniowych.

Wenus charakteryzuje się złożoną dynamiką chmur. Prawdopodobnie na wysokości około 40 km występują silne wiry polarne i silne wiatry. W pobliżu powierzchni planety wiatry są słabsze – około 3 m/s (oczywiście ze względu na brak znaczących różnic temperatur powierzchniowych), co potwierdza brak pyłu w miejscach lądowań modułów opadania stacji Wenus. Przez długi czas gęsta atmosfera nie pozwalała nam oceniać skał powierzchni Wenus. Analiza naturalnej radioaktywności izotopów uranu, toru i potasu w glebach wykazała wyniki zbliżone do wyników uzyskanych w przypadku ziemskich bazaltów i częściowo granitów. Skały powierzchniowe są namagnesowane.

Mars znajduje się 75 milionów km dalej od Słońca niż Ziemia, zatem dzień marsjański jest dłuższy od ziemskiego, a ilość otrzymywanej energii słonecznej jest 2,3 razy mniejsza w porównaniu do Ziemi. Okres obrotu wokół własnej osi jest prawie taki sam jak w przypadku Ziemi. Nachylenie osi do płaszczyzny orbity zapewnia zmianę pór roku i występowanie stref „klimatycznych” – gorącej równikowej, dwóch umiarkowanych i dwóch polarnych. Ze względu na niewielką ilość napływającej energii słonecznej kontrasty stref termicznych i pór roku są mniej wyraźne niż na Ziemi.

Gęstość atmosfery Marsa jest 130 razy mniejsza niż ziemska i wynosi zaledwie 0,01 atm. Atmosfera zawiera dwutlenek węgla, azot, argon, tlen i parę wodną. Dobowe wahania temperatur przekraczają 100°C: na równiku w ciągu dnia - około 10-20°C, a na biegunach - poniżej -100°C. Obserwuje się duże różnice temperatur pomiędzy dzienną i nocną stroną planety: od 10-30 do -120°C. Na wysokości około 40 km Mars jest otoczony warstwą ozonu. Dla Marsa zaobserwowano słabe dipolowe pole magnetyczne (na równiku jest ono 500 razy słabsze od ziemskiego).

Powierzchnia planety jest usiana licznymi kraterami pochodzenia wulkanicznego i meteorytowego. Średnia różnica wysokości wynosi 12-14 km, ale ogromna kaldera wulkanu Nix Olympics (Snows of Olympus) wznosi się do 24 km. Średnica jego podstawy wynosi 500 km, a średnica krateru 65 km. Niektóre wulkany są aktywne. Osobliwością planety jest obecność ogromnych pęknięć tektonicznych (na przykład Kanion Marineris o długości 4000 km i szerokości 2000 km i głębokości do 6 km), przypominających ziemskie rowy i morfosrzeźby odpowiadające dolinom rzecznym.

Zdjęcia Marsa pokazują obszary o jasnych kolorach („obszary „kontynentalne”, najwyraźniej złożone z granitów), żółty(obszary „morskie”, najwyraźniej złożone z bazaltów) i śnieżnobiały wygląd (lodowcowe czapy polarne). Obserwacje polarnych regionów planety wykazały zmienność zarysów masywów lodowych. Według naukowców lodowate czapy polarne składają się z zamarzniętego dwutlenku węgla i prawdopodobnie lodu wodnego. Czerwonawy kolor powierzchni Marsa wynika prawdopodobnie z hematytyzacji i limonityzacji (utleniania żelaza) skał, które są możliwe w obecności wody i tlenu. Oczywiście pochodzą one z wnętrza, gdy powierzchnia nagrzewa się w ciągu dnia lub wraz z wyziewami gazów, które topią wieczną zmarzlinę.

Badanie skał wykazało następujący stosunek pierwiastków chemicznych (%): krzemionka - 13-15, tlenki żelaza - 12-16, wapń - 3-8, aluminium - 2-7, magnez - 5, siarka - 3, a także jak potas, tytan, fosfor, chrom, nikiel, wanad. Skład gleby na Marsie jest podobny do składu niektórych ziemskich skał wulkanicznych, ale jest wzbogacony w związki żelaza i zubożony w krzemionkę. Na powierzchni nie stwierdzono żadnych formacji organicznych. W przypowierzchniowych warstwach planety (od głębokości 50 cm) gleby są związane wieczna zmarzlina rozciągający się na głębokość do 1 km. W głębi planety temperatura sięga 800-1500°C. Przyjmuje się, że na małych głębokościach temperatura powinna wynosić 15-25°C, a woda może występować w stanie ciekłym. W tych warunkach mogą istnieć najprostsze żywe organizmy, których śladów życiowej aktywności nie odnaleziono jeszcze.

Mars ma dwa satelity – Fobos (27x21x19 km) i Deimos (15x12x11 km), które są oczywiście fragmentami asteroid. Orbita pierwszego mija 5000 km od planety, drugiego - 20 000 km.

W tabeli Rysunek 3.2 przedstawia skład chemiczny planet ziemskich. Z tabeli wynika, że ​​rtęć charakteryzuje się największą zawartością żelaza i niklu, a najmniejszą krzemem i magnezem.

Gigantyczne planety. Jowisz, Saturn, Uran i Neptun zauważalnie różnią się od planet ziemskich. Na planetach-olbrzymach, zwłaszcza tych najbliżej Słońca, koncentruje się całkowity moment pędu Układu Słonecznego (w jednostkach ziemskich): Neptun - 95, Uran - 64, Saturn - 294, Jowisz - 725. Odległość tych planet od Słońce pozwoliło im zatrzymać znaczną ilość pierwotnego wodoru i helu utraconego przez planety ziemskie pod wpływem „ wiatr słoneczny„i z powodu naszej własnej niewydolności siły grawitacyjne. Chociaż gęstość materii planety zewnętrzne małe (0,7-1,8 g/cm3), ich objętości i masy są ogromne.

Największą planetą jest Jowisz, który ma 1300 razy większą objętość i ponad 318 razy większą masę niż Ziemia. Po nim następuje Saturn, którego masa jest 95 razy większa od masy Ziemi. Planety te zawierają 92,5% masy wszystkich planet Układu Słonecznego (71,2% w przypadku Jowisza i 21,3% w przypadku Saturna). Grupę planet zewnętrznych uzupełniają dwa bliźniacze olbrzymy - Uran i Neptun. Ważną cechą jest obecność na tych planetach satelitów skalistych, co prawdopodobnie wskazuje na ich zewnętrzne, kosmiczne pochodzenie i nie jest związane ze zróżnicowaniem substancji samych planet, powstałych w wyniku kondensacji przede wszystkim w stanie gazowym. Wielu badaczy uważa, że ​​centralne części tych planet są skaliste.

Jowisz z charakterystycznymi plamami i paskami na powierzchni, które są równoległe do równika i mają zmienne kontury, jest to planeta najbardziej dostępna do eksploracji. Masa Jowisza jest tylko o dwa rzędy wielkości mniejsza od masy Słońca. Oś jest prawie prostopadła do płaszczyzny orbity.

Jowisz ma potężną atmosferę i jest silny pole magnetyczne(10 razy silniejsze od ziemskiego), co świadczy o obecności wokół planety potężnych pasów promieniowania protonów i elektronów wychwytywanych przez pole magnetyczne Jowisza z „wiatru słonecznego”. Atmosfera Jowisza, oprócz molekularnego wodoru i helu, zawiera różne zanieczyszczenia (metan, amoniak, tlenek węgla, parę wodną, ​​cząsteczki fosfiny, cyjanowodór itp.). Obecność tych substancji może być konsekwencją asymilacji heterogenicznego materiału z kosmosu. Warstwowa masa wodorowo-helowa osiąga grubość 4000 km i na skutek nierównomiernego rozmieszczenia zanieczyszczeń tworzy paski i plamy.

Ogromna masa Jowisza sugeruje obecność potężnego ciekłego lub półpłynnego rdzenia typu astenosferycznego, który może być źródłem wulkanizmu. To ostatnie najprawdopodobniej wyjaśnia istnienie Wielkiej Czerwonej Plamy, którą obserwuje się od XVII wieku. Jeśli na planecie znajduje się półpłynny lub stały rdzeń, musi wystąpić silny efekt cieplarniany.

Według niektórych naukowców Jowisz pełni w Układzie Słonecznym rolę swego rodzaju „odkurzacza” - jego potężne pole magnetyczno-grawitacyjne przechwytuje komety, asteroidy i inne ciała wędrujące po Wszechświecie. Wyraźnym przykładem było przechwycenie i upadek komety Shoemaker-Levy 9 na Jowisza w 1994 roku. Siła grawitacji okazała się tak duża, że ​​kometa rozpadła się na osobne fragmenty, które zderzyły się z atmosferą Jowisza z prędkością ponad 200 tys. km/h. Każda eksplozja osiągała moc milionów megaton, a ziemscy obserwatorzy widzieli plamy po eksplozji i rozbieżne fale wzbudzonej atmosfery.

Na początku 2003 roku liczba satelitów Jowisza osiągnęła 48, z czego jedna trzecia ma swoją nazwę. Wiele z nich charakteryzuje się odwróconą rotacją i niewielkimi rozmiarami – od 2 do 4 km. Cztery największe satelity - Ganimedes, Callisto, Io, Europa - nazywane są Galilejczykami. Satelity składają się z twardego materiału kamiennego, najwyraźniej o składzie krzemianowym. Znaleziono na nich aktywne wulkany, ślady lodu i być może cieczy, w tym wody.

Saturn, Nie mniej interesująca jest planeta „pierścieniowa”. Jego średnia gęstość, obliczona z promienia pozornego, jest bardzo niska – 0,69 g/cm 3 (bez atmosfery – około 5,85 g/cm 3). Grubość warstwy atmosferycznej szacuje się na 37–40 tys. km. Charakterystyczną cechą Saturna jest jego pierścień znajdujący się nad warstwą chmur atmosfery. Jego średnica wynosi 274 tys. km, czyli prawie dwukrotnie większa od średnicy planety, a jej grubość wynosi około 2 km. Według obserwacji z stacje kosmiczne Ustalono, że pierścień składa się z szeregu małych pierścieni znajdujących się w różnych odległościach od siebie. Substancję pierścieni reprezentują stałe fragmenty, najwyraźniej skały krzemianowe i bloki lodu o wielkości od pyłka pyłu do kilku metrów. Ciśnienie atmosferyczne na Saturnie jest 1,5 razy wyższe niż na Ziemi, a średnia temperatura powierzchni wynosi około -180°C. Pole magnetyczne planety jest prawie o połowę słabsze niż ziemskie, a jego polaryzacja jest przeciwna do polaryzacji pola ziemskiego.

W pobliżu Saturna odkryto 30 satelitów (stan na 2002 rok). Najdalsza z nich, Phoebe (o średnicy około km), znajduje się 13 milionów km od planety i okrąża ją w ciągu 550 dni. Najbliższy to Mimas (średnica 195 km) położony na 185,4 tys. km i wykonujący pełny obrót w ciągu 2266 godzin. Tajemnicą jest obecność węglowodorów na satelitach Saturna i być może na samej planecie.

Uran. Oś obrotu Urana leży niemal w płaszczyźnie jego orbity. Planeta ma pole magnetyczne, którego biegunowość jest przeciwna do ziemskiej, a natężenie jest mniejsze niż ziemskie.

W gęstej atmosferze Urana, której grubość wynosi 8500 km, odkryto formacje pierścieniowe, plamy, wiry i strumienie strumieniowe, co wskazuje na niespokojny obieg mas powietrza. Kierunki wiatrów na ogół pokrywają się z obrotem planety, ale na dużych szerokościach geograficznych ich prędkość wzrasta. Zielonkawo-niebieski kolor zimnej atmosfery Urana może wynikać z obecności rodników [OH - ]. Zawartość helu w atmosferze sięga 15%, w dolnych warstwach stwierdzono chmury metanu.

Wokół planety odkryto 10 pierścieni o szerokości od kilkuset metrów do kilku kilometrów, składających się z cząstek o średnicy około 1 m. Kamienne bloki poruszają się wewnątrz pierścieni nieregularny kształt oraz o średnicy 16-24 km, zwane satelitami „pasterskimi” (prawdopodobnie asteroidami).

Spośród 20 satelitów Urana pięć wyróżnia się znacznymi rozmiarami (od 1580 do 470 km średnicy), pozostałe mają mniej niż 100 km. Wszystkie wyglądają jak przechwycone asteroidy pole grawitacyjne Uran. Na kulistej powierzchni niektórych z nich zauważono gigantyczne liniowe pasy – pęknięcia, być może ślady uderzeń meteorytów.

Neptun- najdalsza planeta od Słońca. Chmury atmosferyczne powstają głównie z metanu. W górnych warstwach atmosfery występują prądy wiatrowe pędzące z prędkościami ponaddźwiękowymi. Oznacza to istnienie gradientów temperatury i ciśnienia w atmosferze, najwyraźniej spowodowanych wewnętrznym nagrzaniem planety.

Neptun ma 8 skalistych satelitów, z których trzy są znacznych rozmiarów: Triton (średnica 2700 km), Nerida (340 km) i Proteus (400 km), pozostałe są mniejsze - od 50 do 190 km.

Pluton- najdalsza z planet, odkryta w 1930 roku, nie należy do planet-olbrzymów. Jego masa jest 10 razy mniejsza niż masa Ziemi.

Obracając się szybko wokół własnej osi, Pluton ma bardzo wydłużoną orbitę eliptyczną, dlatego w latach 1969-2009 będzie bliżej Słońca niż Neptun. Fakt ten może być dodatkowym dowodem na jej „nieplanetarną” naturę. Jest prawdopodobne, że Pluton należy do ciał z Pasa Kuipera, odkrytego w latach 90. XX wieku, który jest analogiem pasa planetoid, ale znajduje się poza orbitą Neptuna. Obecnie odkryto około 40 takich ciał o średnicy od 100 do 500 km, bardzo ciemnych i prawie czarnych, o albedo 0,01 - 0,02 (albedo Księżyca wynosi 0,05). Pluton może być jednym z nich. Powierzchnia planety jest oczywiście lodowa. Pluton ma jednego satelitę Charona o średnicy 1190 km, którego orbita przebiega w odległości 19 tys. km od niego i okres obiegu wynosi 6,4 ziemskich dni.

Opierając się na naturze ruchu planety Pluton, badacze sugerują obecność innej niezwykle odległej i małej (dziesiątej) planety. Pod koniec 1996 roku doniesiono, że astronomowie z Obserwatorium Hawajskiego odkryli ciało niebieskie składające się z bloków lodu, które wiruje po orbicie bliskiej Słońca za Plutonem. Ta mniejsza planeta nie ma jeszcze nazwy i jest zarejestrowana pod numerem 1996TL66.

Księżyc- satelita Ziemi, obracający się od niego w odległości 384 tys. km, którego wielkość i budowa przybliżają go do planet. Okresy obrotu osiowego i gwiazdowego wokół Ziemi są prawie równe (patrz tabela 3.1), dlatego Księżyc zawsze jest zwrócony do nas jedną stroną. Wygląd Księżyca dla ziemskiego obserwatora stale się zmienia zgodnie z jego fazami - nów, pierwsza kwadra, pełnia, ostatnia kwadra. Nazywa się okres całkowitej zmiany faz księżyca miesiąc synodyczny, co średnio równa się 29,53 ziemskim dniom. To nie pasuje gwiezdny(do gwiazd) miesiąc co stanowi 27,32 dnia, podczas którego Księżyc dokonuje pełnego obrotu wokół Ziemi i jednocześnie obrotu wokół własnej osi względem Słońca. Podczas nowiu Księżyc znajduje się pomiędzy Ziemią a Słońcem i nie jest widoczny z Ziemi. Podczas pełni Księżyca Ziemia znajduje się pomiędzy Księżycem a Słońcem, a Księżyc jest widoczny jako pełny dysk. Związane z pozycjami Słońca, Ziemi i Księżyca słoneczny I zaćmienia Księżyca- pozycje opraw, w których cień rzucany przez Księżyc pada na powierzchnię Ziemi (zaćmienie Słońca) lub cień rzucany przez Ziemię pada na powierzchnię Księżyca (zaćmienie Księżyca).

Powierzchnia Księżyca to naprzemiennie ciemne obszary - „morza” odpowiadające płaskim równinom i jasne obszary - „kontynenty” utworzone przez wzgórza. Różnice wysokości sięgają 12-13 km, najwyższe szczyty (do 8 km) znajdują się w pobliżu bieguna południowego. Liczne kratery o rozmiarach od kilku metrów do setek kilometrów są pochodzenia meteorytowego lub wulkanicznego (w kraterze Alphonse w 1958 roku odkryto blask centralnej góry i uwalnianie węgla). Intensywne procesy wulkaniczne charakterystyczne dla Księżyca we wczesnych stadiach rozwoju są obecnie osłabione.

Próbki górnej warstwy gleby księżycowej - regolit, wykonane przez radziecki statek kosmiczny i amerykańskich astronautów pokazały, że na powierzchni Księżyca wyłaniają się skały magmowe o podstawowym składzie - bazalty i anortozyty. Te pierwsze są charakterystyczne dla „morz”, drugie – dla „kontynentów”. Niską gęstość regolitu (0,8-1,5 g/cm3) tłumaczy się jego dużą porowatością (do 50%). Średnia gęstość ciemniejszych bazaltów „morskich” wynosi 3,9 g/cm 3 , a jaśniejszych anortozytów „kontynentalnych” 2,9 g/cm 3 i jest wyższa od średniej gęstości skał skorupa Ziemska(2,67 g/cm3). Średnia gęstość skał Księżyca (3,34 g/cm3) jest niższa od średniej gęstości skał Ziemi (5,52 g/cm3). Zakładają jednorodną strukturę jego wnętrza i pozorny brak znacznego metalicznego rdzenia. Do głębokości 60 km skorupa księżycowa składa się z tych samych skał, co powierzchnia. Księżyc nie wykrył własnego dipolowego pola magnetycznego.

Pod względem składu chemicznego skały księżycowe są zbliżone do ziemskich i charakteryzują się następującymi wskaźnikami (%): SiO 2 - 49,1 - 46,1; MgO - 6,6-7,0; FeO - 12,1-2,5; Al 2O 3 - 14,7-22,3; CaO -12,9-18,3; Na2O - 0,6-0,7; TiO 2 - 3,5-0,1 (pierwsze liczby dotyczą gleby księżycowych „mórz”, druga - gleby kontynentalnej). Bliskie podobieństwo skał Ziemi i Księżyca może wskazywać, że oba ciała niebieskie powstały w stosunkowo niewielkiej odległości od siebie. Księżyc uformował się w bliskim Ziemi „roju satelitów” około 4,66 miliarda lat temu. Większość żelaza i pierwiastków topliwych w tym czasie została już przechwycona przez Ziemię, co prawdopodobnie przesądziło o braku żelaznego jądra na Księżycu.

Jego niewielka masa pozwala Księżycowi zachować jedynie bardzo rozrzedzoną atmosferę składającą się z helu i argonu. Ciśnienie atmosferyczne na Księżycu wynosi 10 -7 atm w dzień i ~10 -9 atm w nocy. Brak atmosfery powoduje duże dobowe wahania temperatury powierzchni - od -130 do 180°C.

Eksploracja Księżyca rozpoczęła się 2 stycznia 1959 roku, kiedy w stronę Księżyca wystrzelono pierwszą radziecką automatyczną stację Luna-1. Pierwszymi ludźmi byli amerykańscy astronauci Neil Armstrong i Edwin Aldrin, którzy wylądowali na Księżycu 21 lipca 1969 roku. statek kosmiczny„Apollo 11”.

Niesamowite fakty

Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak duży jest Wszechświat?

8. To jednak nic w porównaniu ze Słońcem.

Zdjęcie Ziemi z kosmosu

9. I to widok naszej planety z Księżyca.

10. To my z powierzchni Marsa.

11. I to widok Ziemi za pierścieniami Saturna.

12. A to jest słynna fotografia” Blada niebieska kropka”, na którym Ziemia jest fotografowana z Neptuna, z odległości prawie 6 miliardów kilometrów.

13. Oto rozmiar Ziemia w porównaniu do Słońca, który nawet nie mieści się całkowicie na zdjęciu.

Największa gwiazda

14. I to Słońce z powierzchni Marsa.

15. Jak powiedział kiedyś słynny astronom Carl Sagan, w kosmosie więcej gwiazd niż ziarenek piasku na wszystkich plażach Ziemi.

16. Jest ich wiele gwiazd znacznie większych od naszego Słońca. Spójrzcie tylko, jak małe jest Słońce.

Zdjęcie galaktyki Drogi Mlecznej

18. Ale nic nie może się równać z wielkością galaktyki. Jeśli zmniejszysz Słońce do wielkości leukocytu(białe krwinki) i zmniejszyć Galaktykę Drogi Mlecznej przy użyciu tej samej skali, Droga Mleczna byłaby wielkości Stanów Zjednoczonych.

19. Dzieje się tak dlatego, że Droga Mleczna jest po prostu ogromna. To właśnie tam znajduje się Układ Słoneczny.

20. Ale widzimy tylko bardzo dużo mała część naszej galaktyki.

21. Ale nawet nasza galaktyka jest malutka w porównaniu do innych. Tutaj Droga Mleczna w porównaniu do galaktyki IC 1011, który znajduje się 350 milionów lat świetlnych od Ziemi.

22. Pomyśl o tym, na tym zdjęciu wykonanym przez teleskop Hubble'a: tysiące galaktyk, z których każda zawiera miliony gwiazd i każda ma własne planety.

23. Oto jeden z galaktyka UDF 423, położona 10 miliardów lat świetlnych od nas. Patrząc na to zdjęcie, spoglądasz miliardy lat w przeszłość. Niektóre z tych galaktyk powstały kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.

24. Ale pamiętaj, że to zdjęcie jest bardzo, bardzo mała część wszechświata. To tylko niewielka część nocnego nieba.

25. Możemy z całą pewnością założyć, że gdzieś tak jest czarne dziury. Oto rozmiar czarnej dziury w porównaniu do orbity Ziemi.

Żyjemy na planecie Ziemia. Jest częścią Układ Słoneczny, który obejmuje gwiazdę centralną - Słońce i wszystkie naturalne obiekty kosmiczne krążące wokół niej. Masa Słońca jest 333 tysiące razy większa od masy Ziemi (masa Ziemi wynosi 5,97219 × 10 24 kg). Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi około 149,6 mln km (1 AU – jednostka astronomiczna). Ziemia jest trzecią planetą od Słońca.

Masa Układu Słonecznego wynosi 1,0014 mas Słońca. Układ Słoneczny obraca się wokół centrum Galaktyki z prędkością 220 km/s w odległości 27 000±1000 światła. lat od niego. Pełny obrót dokonuje w ciągu 225–250 milionów lat.

Gwiazdy najbliższe naszemu układowi planetarnemu to Proxima (4,22 lat świetlnych), Alpha Centauri A i B (4,37 lat świetlnych). Najbliższy układ planetarny to Alfa Centauri (4,37 lat świetlnych).

Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce spiralnej z poprzeczką (poprzeczką) - droga Mleczna. Główny dysk Drogi Mlecznej ma około 100-120 tysięcy światła. lat średnicy i około 250-300 tysięcy światła. lat na całym obwodzie. Poza jądrem galaktycznym grubość Drogi Mlecznej wynosi około 1 tysiąc lat świetlnych. lata.

Aureola Drogi Mlecznej rozciąga się znacznie poza rozmiar Galaktyki, ale jest ograniczona orbitami dwóch galaktyk satelitarnych: Wielkiego i Małego Obłoku Magellana, do których odległość wynosi około 180 tysięcy lat świetlnych. lata.

Masa Drogi Mlecznej wynosi około 5,8 x 10 11 mas Słońca. Jest w nim 200-400 miliardów gwiazd. Tylko 0,0001% wszystkich gwiazd w Galaktyce jest wymienionych i skatalogowanych. Liczba czarnych dziur o masie ponad trzydziestokrotnie większej od masy naszego Słońca wynosi kilka milionów.

Centrum Galaktyki zawiera supermasywną czarną dziurę o masie około 4,3 miliona mas Słońca. Wokół niej krąży mniejsza czarna dziura (o masie 1-10 tys. mas Słońca) i kilka tysięcy stosunkowo mniejszych. Centralne obszary Galaktyki charakteryzują się silną koncentracją gwiazd. Odległości między gwiazdami są dziesiątki i setki razy mniejsze niż w pobliżu Słońca. Długość mostu galaktycznego wynosi około 27 tysięcy lat świetlnych. lata. Składa się głównie z czerwonych gwiazd, które uważane są za bardzo stare.

Nasza Galaktyka ma bardzo dobrze rozwiniętą strukturę spiralną. Jedną z najbardziej zauważalnych formacji są gałęzie (lub ramiona) spiralne. Najmłodsze gwiazdy skupiają się głównie wzdłuż ramion. Uważa się, że Droga Mleczna ma cztery główne ramiona spiralne, które wychodzą z centrum Galaktyki. Oprócz nich są inni. Pomiędzy nimi Rękaw Oriona w którym znajduje się nasz Układ Słoneczny. Jego grubość wynosi około 3,5 tys. światła. lat, a długość wynosi około 10 tys. lata. W Ramieniu Oriona Układ Słoneczny znajduje się blisko wewnętrznej krawędzi.

Droga Mleczna wraz z Galaktyką Andromedy, Galaktyką Trójkąta i wieloma innymi galaktykami tworzą Lokalna grupa galaktyk. Obejmuje ponad 54 galaktyki. Środek masy Grupy Lokalnej leży w przybliżeniu na linii łączącej Drogę Mleczną i Galaktykę Andromedy. Grupa lokalna ma średnicę 10 milionów światła. lat (3,1 megaparseka). Całkowita masa wynosi 1,29±0,14×10 12 mas Słońca.

Grupę lokalną można podzielić na kilka podgrup:

- Podgrupa Drogi Mlecznej (składa się z gigantycznej spiralnej galaktyki Drogi Mlecznej i 14 jej znanych satelitów, które są galaktykami karłowatymi i przeważnie nieregularnymi);

— podgrupa Andromedy (składa się z gigantycznej spiralnej Galaktyki Andromedy i 33 jej znanych satelitów, które są także głównie galaktykami karłowatymi);

— podgrupa Trójkąta (Galaktyka Trójkąta i jej możliwe satelity);

- podgrupa galaktyki NGC 3109 (galaktyka NGC 3109 wraz z sąsiadami, galaktyki karłowate).

Lokalna Grupa Galaktyk jest częścią Gromada Panny. Jego średnica wynosi 15 milionów światła. lata. Gromada w Pannie zawiera około 2 tysięcy galaktyk. Największy z nich: Messier 90 (średnica - 160 tysięcy lat świetlnych), Messier 86 (155 tysięcy lat świetlnych), Messier 49 (150 tysięcy lat świetlnych), Messier 98 (150 tysięcy lat świetlnych), NGC 4438 (130 tysięcy lat świetlnych) ).

W gromadzie Panny zidentyfikowano ponad 11 tysięcy gromad kulistych gwiazd. Większość z nich ma około 5 miliardów lat. Gromady te znajdują się w setkach galaktyk o różnych rozmiarach, kształtach i jasności, w tym nawet w galaktykach karłowatych.

Gromada w Pannie to potężna gromada galaktyk w centrum Supergromada w Pannie. Obejmuje około 100 grup i gromad galaktyk. Supergromada w Pannie składa się z dysku i halo. Spłaszczony dysk ma kształt naleśnika i zawiera 60% galaktyk świecących. Halo składa się z szeregu wydłużonych obiektów i zawiera 40% galaktyk świecących.

Średnica Supergromady w Pannie wynosi ponad 200 milionów lat świetlnych. lat (według innych szacunków - 110 milionów lat świetlnych). Jest jedną z milionów supergromad w obserwowalnym Wszechświecie.

Supergromada w Pannie jest częścią supergromadaLaniakea ze środkiem w pobliżu Wielkiego Atraktora (anomalia grawitacyjna). Średnica Laniakei wynosi około 520 milionów lat świetlnych. lata. Składa się z około 100 tysięcy galaktyk, a jej masa wynosi około 10 17 mas Słońca (co stanowi około 100 mas supergromady w Pannie).

Laniakea składa się z czterech części: Supergromady w Pannie (której częścią jest Droga Mleczna), Supergromady w Hydrze-Centaurze, Supergromady w Pawim Indyjskim i Supergromadzie w Centaur.

Supergromada w Laniakea jest częścią kompleks supergromad (włókno galaktyczne)Ryba-Wieloryb, który ma 1,0 miliarda sv. lat długości i 150 milionów St. lat średnicy. To jedna z największych struktur zidentyfikowanych we Wszechświecie. Jest 10 razy mniejsza od Wielkiego Muru Herkulesa-Korony Borealis (największej obserwowalnej struktury we Wszechświecie). Nasza Supergromada w Pannie, o masie 10 15 mas Słońca, stanowi zaledwie 0,1% całkowitej masy kompleksu.

Kompleks supergromady Ryby- Wieloryba (włókno galaktyczne) zawiera około 60 gromad galaktyk, a jego całkowitą masę szacuje się na 10 18 mas Słońca (10 razy większą masę Laniakei). Kompleks składa się z pięciu części: supergromady w Rybach- Wielorybie; łańcuch Perseusza-Pegaza (w tym supergromada w Perseuszu-Rybach); Łańcuch Pegaz-Ryby; miejsce Rzeźbiarza (w szczególności supergromada Rzeźbiarz i supergromada Herkules); Supergromada w Laniakei (w skład której wchodzą m.in. Supergromada w Pannie oraz Supergromada w Hydrze-Centauri).

Więc, Adres ziemski jak następuje: Układ Słoneczny, Ramię Galaktyki Oriona, Galaktyka Drogi Mlecznej, Lokalna Grupa Galaktyk, Gromada w Pannie, Supergromada w Pannie, Supergromada w Laniakei, Kompleks Supergromady Ryby- Wieloryb (włókno galaktyczne).

Położenie Ziemi we Wszechświecie (Autor: Andrew Z. Colvin; Źródło: Wikipedia)

Źródła:

1. Treść tekstowa dostępna jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach (CC-BY-SA).
3. Treść tekstowa dostępna jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach (CC-BY-SA), http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/. Źródło: Wikipedia: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0 %B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85 . Autorzy: https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0 %B8%D0%B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85&akcja=historia
4. Treści tekstowe udostępnione są na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach (CC-BY-SA),

> quoted1 > > Gdzie w Drodze Mlecznej znajduje się Ziemia?

Miejsce Ziemi i Układu Słonecznego w galaktyce Drogi Mlecznej: miejsce położenia Słońca i planety, parametry, odległość od środka i płaszczyzny, struktura ze zdjęciem.

Przez wiele stuleci naukowcy wierzyli, że Ziemia jest centrum całego Wszechświata. Nietrudno pomyśleć, dlaczego tak się stało, ponieważ Ziemia jest wewnątrz i nie możemy patrzeć poza nią. Tylko sto lat badań i obserwacji pomogło zrozumieć, że wszystkie ciała niebieskie w układzie krążą wokół gwiazdy głównej.

Sam układ również obraca się wokół centrum galaktyki. Chociaż wtedy ludzie też tego nie rozumieli. Musieliśmy spędzić pewien okres czasu, aby odgadnąć istnienie wielu galaktyk i określić ich miejsce w naszej. Jakie miejsce zajmuje Ziemia w galaktyce Drogi Mlecznej?

Położenie Ziemi w Drodze Mlecznej

Ziemia znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej. Żyjemy w ogromnym i przestronnym miejscu, którego średnica wynosi 100 000–120 000 lat świetlnych i szerokość około 1000 lat świetlnych. Terytorium to jest domem dla 400 miliardów gwiazd.

Galaktyka otrzymała taką skalę dzięki niezwykłej diecie - została wchłonięta i nadal zasilana przez inne małe galaktyki. Na przykład na stole w jadalni leży teraz Galaktyka Karłowata. Duży pies, którego gwiazdy dołączają do naszego dysku. Ale jeśli porównamy z innymi, nasz jest przeciętny. Nawet następny jest dwa razy większy.

Struktura

Planeta żyje w galaktyce spiralnej z poprzeczką. Przez wiele lat sądzono, że istnieją 4 ramiona, jednak najnowsze badania potwierdzają tylko dwa: Scutum-Centauri i Carina-Sagittarius. Wyłoniły się z gęstych fal krążących wokół galaktyki. Oznacza to, że są to zgrupowane gwiazdy i obłoki gazu.

A co ze zdjęciem Drogi Mlecznej? Wszystkie są interpretacjami artystycznymi lub prawdziwymi fotografiami, ale bardzo podobnymi do naszych galaktyk. Oczywiście nie od razu do tego doszliśmy, bo nikt nie potrafił dokładnie powiedzieć, jak to wygląda (w końcu jesteśmy w środku).

Nowoczesne instrumenty pozwalają nam policzyć nawet 400 miliardów gwiazd, z których każda może mieć planetę. 10-15% masy trafia do „świetlistej materii”, a reszta to gwiazdy. Pomimo ogromnej tablicy, tylko 6000 lat świetlnych w widmie widzialnym jest dla nas dostępnych do obserwacji. Ale tutaj w grę wchodzą urządzenia na podczerwień, otwierając nowe terytoria.

Wokół galaktyki znajduje się ogromne halo ciemnej materii, pokrywające aż 90% całkowitej masy. Nikt jeszcze nie wie, co to jest, ale jego obecność potwierdza wpływ na inne obiekty. Uważa się, że zapobiega rozpadowi Drogi Mlecznej podczas jej obrotu.

Położenie Układu Słonecznego w Drodze Mlecznej

Ziemia znajduje się 25 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki i tyle samo od krawędzi. Jeśli wyobrażasz sobie galaktykę jako gigantyczny zapis muzyczny, to znajdujemy się w połowie drogi między częścią środkową a krawędzią. Mówiąc dokładniej, zajmujemy miejsce w ramieniu Oriona pomiędzy dwoma głównymi ramionami. Ma średnicę 3500 lat świetlnych i rozciąga się na 10 000 lat świetlnych.

Można zobaczyć galaktykę dzielącą niebo na dwie półkule. Sugeruje to, że znajdujemy się blisko płaszczyzny galaktycznej. Droga Mleczna ma niską jasność powierzchniową ze względu na dużą ilość pyłu i gazu zasłaniającego dysk. Utrudnia to nie tylko rozważanie Środkowa część ale spójrz też na drugą stronę.

Przebycie całej orbity układu zajmuje 250 milionów lat – jest to „rok kosmiczny”. Podczas ostatniego przejścia dinozaury przemierzały Ziemię. A co będzie dalej? Czy ludzie wymrą, czy zostaną zastąpieni przez nowy gatunek?

Ogólnie rzecz biorąc, żyjemy w ogromnym i niesamowitym miejscu. Nowa wiedza pozwala przyzwyczaić się do faktu, że Wszechświat jest znacznie większy niż wszelkie założenia. Teraz już wiesz, gdzie w Drodze Mlecznej znajduje się Ziemia.