Міністерство аграрної політики та продовольства України

Харьківський національний університет імені В.В. Докучаєва

кафедра селекції. генетики та насінництва

Реферат на тему:

Виникнення Сонця, планет сонячної системи та їх еволюція

виконала:

студентка 3 курсу 4 групи

агрономічного факультету

Черепанова В.В.

Перевірив:

Леонов О.Ю.

Харків 2014

Зміст

Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Сонце . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Виникнення і еволюція планет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Як формувалися планети-гіганти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Список використаних джерел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Вступ

Сонячна система є системою гравітаційно пов'язаних небесних тіл, що складається з центрального масивного тіла – Сонця, восьми великих планет, які рухаються навколо нього: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, понад 100 їх супутників, поясу астероїдів та поясу Койпера, які складаються з метеоритної речовини, пилу та комет.

Головна роль у Сонячній системі належить Сонцю. Його маса приблизно в 750 разів перевищує масу всіх інших тіл, що входять до системи. Гравітаційне тяжіння Сонця є визначальною силою для руху всіх тіл Сонячної системи, які обертаються навколо нього. Середня відстань від Сонця до найдальшої від нього планети Нептун становить тобто 4,5 млрд км, що дуже мало в порівнянні з відстанями до найближчих зір. Тільки деякі комети віддаляються від Сонця у сотні разів далі і можуть відчувати істотний вплив тяжіння інших зір.

Сонячна система входить до складу Чумацького Шляху.

Під час руху в Галактиці, Сонячна система час від часу потрапляє до міжзоряних газопилових хмар. Внаслідок високої розрідженості речовини цих хмар занурення Сонячної системи в хмару може виявитися лише в невеликому поглинанні й розсіюванні сонячних променів. Вплив цього ефекту в історії Землі наразі не встановлено.

Усі великі планети — Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун — обертаються навколо Сонця в одному напрямку (у напрямку осьового обертання самого Сонця), майже круговими орбітами, площини яких мають невеликий нахил одна до одної (і до площини сонячного екватора).

Площину земної орбіти — екліптику — вважають основною площиною для відліку нахилу орбіт планет та інших тіл, що обертаються навколо Сонця. Відстані в сонячній системі зазвичай вимірюють в астрономічних одиницях — середня відстань від Землі до Сонця, що приблизно дорівнює 150 млн км.

1. Сонце

Сонце (астр.) - єдина зірка Сонячної системи. Навколо Сонця звертаються інші об'єкти цієї системи: планети і їх супутники, карликові планети і їхні супутники, астероїди, метеорити, комети і космічний пил. Маса Сонця становить 99,866% від сумарної маси всієї Сонячної системи . Сонячне випромінювання підтримує життя на Землі (світло необхідне для початкових стадій фотосинтезу), визначає клімат. Сонце складається з водню (~ 73% від маси і ~ 92% від об'єму), гелію (~ 25% від маси і ~ 7% від обсягу ) та інших елементів з меншою концентрацією: заліза, нікелю, кисню, азоту, кремнію, сірки, магнію, вуглецю, неону, кальцію та хрому .

Сонце належить до першого типу зоряного населення. Одна з поширених теорій виникнення Сонячної системи передбачає, що її формування було викликано вибухами однієї або декількох наднових зірок . Це припущення грунтується, зокрема, на тому, що в речовині Сонячної системи міститься аномально велика частка золота і урану, які могли б бути результатом ендотермічних реакцій, викликаних цим вибухом, або ядерного перетворення елементів шляхом поглинання нейтронів речовиною масивної зірки другого покоління.

Життєвий цикл

Сонце є молодою зіркою третього покоління (популяції I) з високим вмістом металів, тобто воно утворилося з останків зірок першого і другого поколінь (відповідно популяцій III і II).

Поточний вік Сонця (точніше - час його існування на головній послідовності), оцінений за допомогою комп'ютерних моделей зоряної еволюції, дорівнює приблизно 4 570 000 000 років .

Вважається , що Сонце сформувалося приблизно 4 590 000 000 років тому, коли швидке стиснення під дією сил гравітації хмари молекулярного водню привело до утворення в нашій області Галактики зірки першого типу зоряного населення типу Тельця.

Зірка такої маси, як Сонце, повинна існувати на головній послідовності в цілому приблизно 10 млрд років. Таким чином, зараз Сонце знаходиться приблизно в середині свого життєвого циклу . На сучасному етапі в сонячному ядрі йдуть термоядерні реакції перетворення водню в гелій. Кожну секунду в ядрі Сонця близько 4 млн тонн речовини перетворюється на променисту енергію, в результаті чого генерується сонячне випромінювання і потік сонячних нейтрино.

У міру того, як Сонце поступово витрачає запаси свого водневого пального, воно стає все гарячіше, а його світність повільно, але неухильно збільшується. Через 1,1 млрд років з теперішнього часу наше денне світило буде яскравіше на 11%, ніж зараз. Збільшення світності Сонця в цей період таке, що поверхня Землі буде занадто гаряча для того, щоб на ній могла існувати життя в її сучасному розумінні. Незважаючи на це, воно може залишитися в океанах і полярних областях. На думку професора Пенсільванського університету Дж. Кастингу , зникнення життя через підвищення температури, викликаним збільшенням яскравості Сонця , можливо ще до стадії червоного гіганта, через 1 мільярд років.

Через 3,5 млрд років яскравість Сонця зросте на 40% . До того часу умови на Землі будуть подібні до умов на Венері сьогодні : вода з поверхні планети зникне повністю і випарується в космос . Ця катастрофа призведе до остаточного знищення всіх форм життя на Землі. У міру того, як водневе паливо в сонячному ядрі буде вигоряти, його зовнішня оболонка буде розширюватися, а ядро - стискатися і нагріватися.

Через 7-7,05 млрд (з теперішнього часу) Сонце стане субгігант . На цій фазі, згідно однієї з моделей, Сонце збільшиться в діаметрі в с 1,6 до 2,3 R☉, а його температура впаде з 5500 K до 4900 K .

Приблизно через 7,6-7,8 мільярдів років ядро Сонця розігріється настільки, що запустить процес горіння водню в навколишній його оболонці . Це спричинить за собою бурхливий розширення зовнішніх оболонок світила, і таким чином Сонце стане червоним гігантом . У цій фазі радіус Сонця збільшиться в 256 разів у порівнянні з сучасним . Розширення зірки призведе до сильного збільшення її світності: в 2714 разів; і охолодженню поверхні до 2650 К . Мабуть, що розширюються зовнішні шари Сонця в цей час досягнуть сучасної орбіти Землі. При цьому дослідження показують, що ще до цього моменту втрата Сонцем більше 28% його маси призведе до того, що Земля перейде на більш далеку від Сонця орбіту і, таким чином, уникне поглинання зовнішніми шарами сонячної плазми . Хоча дослідження 2008 року показують, що Земля швидше за все все-таки буде поглинена Сонцем внаслідок приливних взаємодій з його зовнішньою оболонкою . Навіть якщо наша планета уникне поглинання Сонцем, вся вода на ній перейде в газоподібний стан, а її атмосфера буде зірвана найсильнішим сонячним вітром .

Дана фаза існування Сонця триватиме близько десяти мільйонів років. Коли температура в ядрі досягне 100 млн К, станеться гелієвий спалах, і почнеться термоядерна реакція синтезу вуглецю і кисню з гелію . Сонце, яке здобуло нове джерело енергії, зменшиться в розмірі до 9,5 R☉. Через 100-110 млн років, коли запаси гелію вичерпаються, повториться бурхливий розширення зовнішніх оболонок зірки, і вона знову стане червоним гігантом . Цей період існування Сонця супроводжуватиметься потужними спалахами, часом його світність перевищуватиме сучасний рівень в 5200 разів. Це відбуватиметься від того, що в термоядерну реакцію вступатимуть раніше не порушені залишки гелію . У такому стані Сонце проіснує близько 20 млн років .

Маса Сонця недостатня для того, щоб його еволюція завершилася вибухом наднової. Після того як Сонце пройде фазу червоного гіганта, термічні пульсації приведуть до того, що його зовнішня оболонка буде зірвана, і з неї утворюється планетарна туманність. В центрі цієї туманності залишиться сформований з ядра Сонця білий карлик, дуже гарячий і щільний об'єкт, але розміром тільки з Землю . Спочатку цей білий карлик матиме температуру поверхні 120000 К і світність 3500 сонячних, але протягом багатьох мільйонів і мільярдів років буде остигати і згасати. Даний життєвий цикл вважається типовим для зірок малої і середньої маси.