Глава 1.2 СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Понятие «Солнечная система» отчетливо сформировалось в сознании человечества лишь после создания Николаем Коперником (1473–1543) гелиоцентрической системы Ми ра. До этого перемещающиеся в своем види мом геоцентрическом движении на фоне звезд объекты, называемые планетами или «блуждающими», воспринимались как суще ствующие самостоятельно и независимо от Солнца. После открытия его определяющей роли планеты стали мысленно представлять единым ансамблем, составляющим вместе с центральным светилом собственно Солнеч ную систему. Развитие астрономии привело к открытию Иоганном Кеплером (1571–1630) эмпирических законов обращения планет, а затем и к объяснению их гелиоцентрических движений на основе открытого Исааком Ньютоном (1642–1727) закона всемирного тяготения. Кроме планет, в состав Солнечной системы естественным образом были включе ны кометы, астероиды, спутники планет, а с недавнего времени — объекты Пояса Койпера и Облака Оорта. Их общее число неизмеримо больше числа больших планет, которые при нято делить на планеты земной группы (Мер курий, Венеру, Землю, Марс) и на плане4 ты4гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Неп тун). В 2006 г. решением XXVI Генеральной Ассамблеи МАС Плутон, со времени его от крытия считавшийся девятой планетой Сол нечной системы, понижен в статусе до карли4 ковой планеты. В частности, к этой же группе отнесены Церера, ранее считавшаяся асте роидом, и спутник Плутона — Харон. К тако му решению ученых склонили относительно недавние открытия многочисленных объек тов, движущихся за орбитой Нептуна, неко торые из которых оказались сравнимыми по размерам с Плутоном. В качестве нового оп

форму, близкую к сфере, и вблизи орбит ко торых имеется «пространство, свободное от других тел».

В приближенном описании гелиоцен трические орбиты больших планет могут считаться эллипсами, мало отличающимися от окружностей, причем их плоскости не

много наклонены к плоскости орбиты Зем ли. Все планеты имеют осевое вращение, а их плоскости экватора наклонены к плоско сти орбиты.

1.2.1. СОЛНЦЕ

Наша центральная звезда представляет собой раскаленный газовый шар среднего ра диуса около 700 тыс. км, состоящий в основ ном из водорода с примесью гелия и со сле дами более тяжелых элементов, в частности углерода, натрия, кальция, железа. Масса Солнца составляет примерно 2 1033 г. Его ви димый угловой диаметр имеет величину при мерно полградуса, а солнечная масса пример но в 330 тыс. раз превышает массу Земли. Температура в центре Солнца примерно рав на 15 106 К.

бурную активность. На ней можно наблю дать солнечные пятна и связанные с ними вспышки, непосредственным образом влияющие на геомагнитную обстановку вблизи Земли и приводящие, в частности, к полярным сияниям. Разреженная внешняя атмосфера Солнца — солнечная корона вид на во время полных солнечных затмений вместе с гигантскими газовыми выброса ми — протуберанцами. Причиной образова ния солнечных активных областей является магнитное поле. По современным представ лениям энергия Солнца возникает при тер моядерной реакции с превращением водоро да в гелий, и этой энергии хватит еще на миллиарды лет.

1.2.2. ПЛАНЕТЫ

Четыре относительно близкие к Солнцу твердотельные планеты земной группы обла дают высокой плотностью и состоят глав ным образом из горных пород и металлов. Все они, кроме Меркурия, имеют газовые оболочки — атмосферы. Венера, единствен ная из планет, вращается в направлении, противоположном ее орбитальному движе нию.

Четыре удаленные от Солнца плане ты гиганта имеют в своем составе значитель ную долю газа (в основном водорода и гелия), а их размеры и массы заметно превосходят со ответствующие земные параметры. Самая мас

сивная из планет Солнечной системы — Юпи тер по массе превосходит Землю более чем в 300 раз, но в 1000 раз уступает Солнцу. Уран выделяется из всех планет специальной ориен тацией своей оси, которая расположена почти в плоскости орбиты: он вращается как бы лежа на боку.

Орбита еще недавно называемого пла нетой Плутона отличается тем, что ее про екция на плоскость движения Земли пере секается с орбитой Нептуна, и только резо нанс в орбитальном движении этих планет исключает их тесные сближения и столкно вения.

Приближенные расстояния планет [1] от Солнца, планетные массы, средние радиусы и углы наклона оси вращения к плоскости движения даны в табл. 1.2.1.

1.2.3. СПУТНИКИ И КОЛЬЦА ПЛАНЕТ

Все планеты Солнечной системы, за ис ключением Меркурия и Венеры, имеют спутники. У Земли существует единствен ный естественный спутник — Луна, вокруг Марса обращаются два спутника — Фобос и Деймос. Каждая из планет гигантов имеет собственную спутниковую систему, вклю чающую в себя главные (внутренние) и нере гулярные (внешние) спутники. Все извест ные спутники представляют собой твердые тела.

Почти круговые орбиты внутренних спутников расположены в относительной бли зости от планеты, плоскости их движения сла

бо отличаются от экваториальной, а само ор битальное движение происходит в ту же сто рону, что и осевое вращение планеты. Макси мальные размеры внутренних спутников дос тигают тысяч километров и сравнимы с разме рами Луны и крупных астероидов. По совре менным представлениям их происхождение тесно связано с процессом формирования са мой планеты.

Далекие внешние спутники в своем большинстве имеют достаточно вытянутые эллиптические орбиты, заметно наклонен ные к плоскости экватора планеты, причем направление их орбитального движения мо жет как совпадать с осевым вращением, так

ибыть ему противоположным. Размеры внешних спутников относительно невелики

изаключены в пределах от 2 до −100 км. Их происхождение, вероятнее всего, связано с захватом уже сформировавшейся планетой пролетающего малого НТ. К настоящему времени известны 62 спутника Юпитера, из которых 45 открыты после 1999 г., 60 спут

ников Сатурна, 41 стал известен после 2002 г., 27 спутников Урана, 12 — после 1997 г., и 13 спутников Нептуна, 5 — после 2002 г. Открытия достаточно малых новых спутников далеких планет, сделанные в кон це прошлого — начале настоящего веков, стали осуществимы в результате резкого уве личения возможностей наземных наблюда тельных средств.

Кроме спутников, все планеты гиганты обладают системами колец. Если открытие главных колец Сатурна, произошедшее еще в

XVII в., было результатом изобретения и усо вершенствования первых телескопов, то от крытие их тонкой структуры, а также откры тия колец у остальных планет гигантов стали возможными благодаря изучению космическо го, особенно околопланетного, пространства автоматическими аппаратами.

1.2.4. АСТЕРОИДЫ И КАРЛИКОВЫЕ ПЛАНЕТЫ

В настоящее время занумерованы десят ки тысяч астероидов — малых НТ, обращаю щихся по гелиоцентрическим орбитам, при чем их б льшая часть (астероиды главного пояса) движется между орбитами Марса и Юпитера. Большие полуоси этих орбит заклю чены между 2,2 и 3,6 а.е. Орбиты астероидов (или малых планет) в среднем более вытянуты и более наклонены к плоскости орбиты Зем ли, чем орбиты больших планет. В указанном диапазоне больших полуосей средние движе ния астероидов главного пояса и периоды их обращения имеют провалы — люки Кирквуда, обусловленные резонансами со средним дви жением Юпитера.

По своему составу астероиды главного пояса представляют собой каменистые тела, родственные планетам земной группы. Самая крупная из малых планет главного пояса — Церера, ныне причисленная к карликовым пла4 нетам, имеет размер около 1000 км.

Кроме основных известны более полуто ра тысяч астероидов, движущихся вдоль орби ты Юпитера и образующих две устойчивые группы — «троянцев» и «греков». Они нахо дятся на угловом расстоянии примерно 60 впереди и позади планеты. Группы получили названия по именам героев Троянской войны. В 2001 г. открыт первый «троянец» и у плане

вытянутые эллиптические орбиты, заметно на клоненные к основной плоскости Гидальго и Хирон. Орбиты некоторых малых планет групп Амура, Аполлона и Атена таковы, что в своем движении они способны заходить внутрь земной орбиты и сближаться с Землей до расстояний, сравнимых и даже меньших расстояния до Луны. Малая, но не нулевая ве роятность столкновения с поверхностью Зем ли делает некоторые из них потенциально опасными для земного населения.

Среди малых планет известны более де сятка астероидов, вокруг которых обращаются

спутники. Недавно открыты несколько двой ных систем астероидов, имеющих сравнимые по величине массы компонент.

Карликовая планета — НТ, по парамет рам схожее с планетой, но при этом не обла дающее достаточной массой для того, чтобы освободить свою орбиту от прочих объектов. В группу карликовых планет, кроме уже упо мянутых Плутона, Цереры и Харона, входит и недавно открытый объект под названием Эри да. Он имеет поперечный размер примерно 2400 км и обращается по сильно вытянутой ге лиоцентрической орбите с периодом около 560 лет. Гораздо больший период (примерно 11 тыс. лет) и сильноэллиптическую орбиту имеет другая карликовая планета — Седна. Ее поперечные размеры оцениваются величиной 1 200–1 800 км.

1.2.5. ОБЪЕКТЫ ПОЯСА КОЙПЕРА. КОМЕТЫ

В Солнечной систе существуют небольшие ледяные тела, по размерам близкие к астерои дам, которые занимают кольцеобразную об ласть, простирающуюся от орбиты Нептуна до расстояний в 100 или даже 150 а.е. Они и со ставляют объекты Пояса Койпера. С 1992 г. их открыто более трехсот. По оценкам астрономов общее число таких транснептунных объектов может достигать сотен тысяч, причем среди не давно открытых существуют и двойные. Одними из крупных объектов Пояса Койпера являются Варуна (с поперечным размером примерно 900 км) и Квавар (1 300 км). Тем самым двойная система Плутон–Харон с полным основанием может считаться крупнейшим транснептунным объектом, поскольку диаметры ее компонент составляют примерно 2600 и 1200 км соответст венно. К Поясу Койпера причислены и недавно открытые Иксион и Оркус, имеющие орбиту, сходную с орбитой Плутона.

Кометами называют ледяные НТ, движу щиеся по гелиоцентрической орбите, и кото рые частично испаряются при приближении к Солнцу, в результате чего возникает диффуз ная оболочка из пыли и газа, а также один или

1949 г., ядра комет представляют собой подо бие «грязных снежков» в несколько километ ров в поперечнике. Они состоят из замерзшей воды, двуокиси углерода, метана и аммиака с вмерзшей внутрь пылью и каменистым веще