додати матеріал


Походження сонячної системи 3

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

План:
"1-3" Вступ. 3
1. Гіпотези про походження сонячної системи .. 3
2. Сучасна теорія походження сонячної системи .. 5
3. Сонце - центральне тіло нашої планетної системи .. 7
4. Планети земної групи .. 8
5. Планети-гіганти .. 9
Висновок. 11
Список використаної літератури .. 12

Введення


Сонячна система складається з центрального небесного тіла - зірки Сонця, 9 великих планет, які обертаються навколо нього, їх супутників, безлічі малих планет - астероїдів, численних комет і міжпланетного середовища. Великі планети розташовуються в порядку віддалення від Сонця таким чином: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Три останні планети можна спостерігати із Землі тільки в телескопи. Решта видно як більш-менш яскраві гуртки і відомі людям з часів глибокої давнини.
Один з важливих питань, пов'язаних з вивченням нашої планетної системи - проблема її походження. Рішення даної проблеми має природно-наукове, світоглядне і філософське значення. Протягом століть і навіть тисячоліть учені намагалися з'ясувати минуле, сьогодення і майбутнє Всесвіту, в тому числі і Сонячної системи. Проте можливості планетної космології і до цього дня залишаються досить обмеженими - для експерименту в лабораторних умовах доступні поки лише метеорити і зразки місячних порід. Обмежено і можливості порівняльного методу досліджень: будова та закономірності інших планетних систем поки що недостатньо вивчені.

1. Гіпотези про походження сонячної системи


До теперішнього часу відомі багато гіпотез про походження Сонячної системи, в тому числі запропоновані незалежно німецьким філософом І. Кантом (1724-1804) і французьким математиком і фізиком П. Лапласом (1749-1827). Точка зору І. Канта полягала в еволюційному розвитку холодної пилової туманності, в ході якого спочатку виникло центральне масивне тіло - Сонце, а потім народилися і планети. П. Лаплас вважав первісну туманність газової і дуже гарячою, що знаходиться в стані швидкого обертання. Стискаючись під дією сили всесвітнього тяжіння, туманність унаслідок закону збереження моменту імпульсу оберталася все швидше і швидше. Під дією великих відцентрових сил, що виникають при швидкому обертанні в екваторіальному поясі, від нього послідовно відокремлювалися кільця, перетворюючись в результаті охолодження і конденсації в планети. Таким чином, відповідно до теорії П. Лапласа, планети утворилися раніше Сонця. Незважаючи на таке розходження між двома розглянутими гіпотезами, обидві вони виходять від однієї ідеї - Сонячна система виникла в результаті закономірного розвитку туманності. І тому таку ідею іноді називають гіпотезою Канта-Лапласа. Однак від цієї ідеї довелося відмовитися через безліч математичних протиріч, і на зміну їй прийшло кілька «приливних теорій».
Найбільш знаменита теорія була висунута сером Джеймсом Джинси, відомим популяризатором астрономії в роки між Першою і Другою світовими війнами. (Він також був ведучим астрофізиком, і лише в кінці своєї кар'єри звернувся до створення книг для початківців.)

Рис. 1. Приливна теорія Джинса. Зірка проходить поруч із Сонцем,
витягаючи з нього речовина (рис. А і В); планети формуються
з цього матеріалу (рис. З)
Згідно Джинсу, планетне речовина була «вирване» із Сонця під впливом близько проходила зірки, а потім розпалася на окремі частини, утворюючи планети. При цьому найбільш крупні планети (Сатурн і Юпітер) знаходяться в центрі планетної системи, де колись знаходилася потовщена частина сигароподібний туманності.
Якби справи дійсно йшли таким чином, то планетні системи були б надзвичайно рідкісним явищем, тому що зірки відокремлені один від одного колосальними відстанями, і цілком можливо, що наша планетна система могла б претендувати на роль єдиної в Галактиці. Але математики знову кинулися в атаку, і врешті-решт приливна теорія приєдналася до газоподібним кільцям Лапласа у кошику для сміття науки.

2. Сучасна теорія походження сонячної системи


Згідно сучасним уявленням, планети сонячної системи утворилися з холодного газопилової хмари, що оточував Сонце мільярди років тому. Така точка зору найбільш послідовно відображена в гіпотезі російського вченого, академіка О.Ю. Шмідта (1891-1956), який показав, що проблеми космології можна вирішити узгодженими зусиллями астрономії і наук про Землю, перш за все географії, геології, геохімії. В основі гіпотези О.Ю. Шмідта лежить думка про освіту планет шляхом об'єднання твердих тіл і пилових частинок. Виник біля Сонця газопилову хмара спочатку складалося на 98% з водню і гелію. Інші елементи конденсувалися в пилові частинки. Безладний рух газу в хмарі швидко припинилося: воно змінилося спокійним рухом хмари навколо Сонця.
Пилові частки сконцентрувалися в центральній площині, утворивши шар підвищеної щільності. Коли щільність шару досягла деякого критичного значення, його власне тяжіння стало «суперничати» з тяжінням Сонця. Шар пилу виявився нестійким і розпався на окремі пилові згустки. Стикаючись один з одним, вони утворили безліч суцільних щільних тел. Найбільш великі з них набували майже кругові орбіти і в своєму зростанні почали обганяти інші тіла, ставши потенційними зародками майбутніх планет. Як більш масивні тіла, новоутворення приєднували до себе залишився речовина газопилової хмари. Врешті-решт сформувалося дев'ять великих планет, рух яких по орбітах залишається стійким протягом мільярдів років.
З урахуванням фізичних характеристик всі планети діляться на дві групи. Одна з них складається з порівняно невеликих планет земної групи - Меркурія, Венери, Землі та Марса. Їх речовина відрізняється відносно високою щільністю: в середньому близько 5,5 г / см 3, що в 5,5 рази перевершує щільність води. Іншу групу складають планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Ці планети володіють величезними масами. Так, маса Урана дорівнює 15 земним масам, а Юпітера-318. Складаються планети-гіганти головним чином з водню і гелію, а середня щільність їх речовини близька до щільності води. Судячи з усього, у цих планет немає твердої поверхні, подібної поверхні планет земної групи. Особливе місце займає дев'ята планета - Плутон, відкрита в березні 1930 р. За своїми розмірами вона ближче до планет земної групи. Не так давно виявлено, що Плутон - подвійна планета: вона складається з центрального тіла і дуже великого супутника. Обидва небесних тіла обертаються навколо загального центру мас.
У процесі утворення планет їх розподіл на дві групи обумовлюється тим, що в далеких від Сонця частинах хмари температура була низькою і всі речовини, крім водню і гелію, утворили тверді частинки. Серед них переважав метан, аміак і вода, що визначили складу Урана і Нептуна. У складі найбільш масивних планет - Юпітера й Сатурна, крім того, виявилося значну кількість газів. В області планет земної групи температура була значно вище, і всі летючі речовини (у тому числі метан і аміак) залишилися в газоподібному стані, і, отже, до складу планет не увійшли. Планети цієї групи сформувалися в основному з силікатів і металів.

3. Сонце - центральне тіло нашої планетної системи


Сонце - найближча до Землі зірка, що представляє собою розпечену плазмовий кулю. Це гігантський джерело енергії: потужність випромінювання його дуже велика - близько 3,86 × 10 23 кВт. Щомиті Сонце випромінює таку кількість тепла, якого цілком вистачило б, щоб розтопити шар льоду, що оточує земну кулю, товщиною в тисячу км. Сонце грає виняткову роль у виникненні та розвитку життя на Землі. На Землю потрапляє незначна частина сонячної енергії, завдяки якій підтримується газоподібний стан земної атмосфери, постійно нагріваються поверхні суші і водойм, забезпечується життєдіяльність тварин і рослин. Частина сонячної енергії запасена в надрах Землі у вигляді кам'яного вугілля, нафти, природного газу.
В даний час прийнято вважати, що в надрах Сонця при найбільших температурах-близько 15 млн. градусів - і жахливих тисках протікають термоядерні реакції, які супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Однією з таких реакцій може бути синтез ядер водню, при якому утворюються ядра атома гелію. Підраховано, що в кожну секунду в надрах Сонця 564 млн т водню перетворюються в 560 млн т гелію, а решта 4 млн т водню перетворюються у випромінювання. Термоядерна реакція буде відбуватися до тих пір, поки не вичерпаються запаси водню. В даний час вони складають близько 60% маси Сонця. Такого резерву має вистачити щонайменше на кілька мільярдів років.
Майже вся енергія Сонця генерується в його центральній області, звідки переноситься випромінюванням, а потім у зовнішньому шарі - передається конвекцією. Ефективна температура поверхні Сонця - фотосфери - близько 6000 К.
Наше Сонце - джерело не тільки світла і тепла: його поверхня випромінює потоки невидимих ​​ультрафіолетових і рентгенівських променів, а також елементарних частинок. Хоча кількість тепла і світла, що посилається на Землю Сонцем, протягом багатьох сотень мільярдів років залишається постійним, інтенсивність його невидимих ​​випромінювань значно змінюється: вона залежить від рівня сонячної активності.
Спостерігаються цикли, протягом яких сонячна активність досягає максимального значення. Їх періодичність становить 11 років. У роки найбільшої активності збільшується число плям і спалахів на сонячній поверхні, на Землі виникають магнітні бурі, посилюється іонізація верхніх шарів атмосфери і т. д.
Сонце робить помітний вплив не тільки на такі природні процеси, як погода, земний магнетизм, а й на біосферу - тваринний і рослинний світ Землі, в тому числі і на людину.
Передбачається, що вік Сонця не менше 5 млрд років. Таке припущення грунтується на тому, що відповідно з геологічними даними наша планета існує не менше 5 млрд років, а Сонце утворилося ще раніше.

4. Планети земної групи


Об'єднані в одну групу планети: Меркурій, Венера, Земля, Марс, - хоч і близькі за деякими характеристиками, але все ж кожна з них має свої неповторні особливості. Деякі характерні параметри планет земної групи представлені в табл. 1.
Таблиця 1

Середня відстань в табл. 1 дано в астрономічних одиницях (а.о.); 1 а.о. дорівнює середній відстані Землі від Сонця (1 А.Є = 1,5 • 10 8 км.). Сама масивна з даних планет - Земля: її маса 5,89 • 10 24 кг.
Істотно відрізняється планети і складом атмосфери, що видно з табл. 2, де наведено хімічний склад атмосфери Землі, Венери і Марса.
Таблиця 2

Меркурій - мала планета в земній групі. Ця планета не змогла зберегти атмосферу в тому складі, який характерний для Землі, Венери, Марса. Її атмосфера вкрай розріджена і містить Ar, Ne, Не. З таблиці. 5.2 видно, що атмосфера Землі відрізняється відносно великим вмістом кисню і парів води, завдяки яким забезпечується існування біосфери. На Венері і Марсі в атмосфері міститься велика кількість вуглекислого газу при дуже малому вмісті кисню і парів води - все це характерні ознаки відсутності життя на даних планетах. Немає життя і на Меркурії: відсутність кисню, води та висока денна температура (620 К) перешкоджають розвитку живих систем. Залишається відкритим питання про існування якихось форм життя на Марсі у віддаленому минулому.
Планети Меркурій і Венера супутників не мають. Природні супутники Марса - Фобос і Деймос.

5. Планети-гіганти


Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун відносяться до планет-гігантів. Юпітер - п'ята по відстані від Сонця і найбільша планета Сонячної системи - знаходиться на середній відстані від Сонця 5,2 а.о. Юпітер - потужне джерело теплового радіовипромінювання, має радіаційний поясом і великою магнітосферою. Ця планета має 16 супутників і оточена кільцем шириною близько 6 тис. км.
Сатурн - друга за величиною планета в Сонячній системі. Сатурн оточений кільцями, які добре видно в телескоп. Їх вперше спостерігав у 1610 р. Галілей за допомогою створеного ним телескопа. Кільця являють собою плоску систему безлічі дрібних супутників планети. Сатурн має 17 супутників і має радіаційний поясом.
Уран - сьома по порядку віддалення від Сонця планета Сонячної системи. Навколо Урана обертається 15 супутників: 5 з них відкриті з Землі, а 10 - спостерігалися з допомогою космічного апарату «Вояджер-2». Уран має і систему кілець.
Нептун - одна з найвіддаленіших від Сонця планет - знаходиться на відстані від нього близько 30 а.о. Період обертання її на орбіті - 164,8 року. Нептун має шість супутників. Відстань від Землі обмежує можливості його дослідження.
Планета Плутон не відноситься ні до земної групи, ні до планет-гігантів. Це порівняно невелика планета: її діаметр близько 3000 км. Плутон прийнято вважати подвійною планетою. Його супутник, приблизно в 3 рази менший за діаметром рухається на відстані всього близько 20000 км від центру планети, здійснюючи один оборот за 4,6 доби.
Особливе місце в Сонячній системі займає Земля - ​​єдина жива планета.

Висновок


Таким чином, сучасна теорія набагато більш правдоподібна, яка, як не дивно, ближче до ідей Лапласа, ніж до теорії Джинса. Вважається, що планети сконденсувалися із хмари космічного матеріалу, пов'язаного з молодим Сонцем, тому всі вони близькі за віком. Це пояснює, чому Сонячна система чітко розділена на дві частини. Ближче до Сонця температура була дуже високою, тому такі легкі гази, як водень і гелій, витіснялися на периферію, а на внутрішніх планетах відбувалося накопичення більш важких елементів. Надалі температура знизилася і з'явилася можливість утримувати легкі елементи: тому планети-гіганти, на відміну від внутрішніх членів системи, не є щільними і кам'янистими. Дійсно, у планети-гіганта може бути тверде ядро, але здебільшого вони складаються з рідини, з дуже потужною атмосферою, багатої воднем і гелієм.
Процес утворення Сонячної системи не можна вважати досконально вивченим, а запропоновані гіпотези - досконалими. Наприклад, у сучасній гіпотезі не враховувався вплив електромагнітного взаємодії при формуванні планет. З'ясування цього та інших питань - справа майбутнього.

Список використаної літератури


1. Карпенків С.Х. Концепція сучасного природознавства: Підручник для вузів / М.: Академічний проспект, 2001.
2. Мур П. Астрономія з Патріком Муром. Пер. з англ. К. Савельєва / М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001.
3. Самигіна С.І. «Концепції сучасного природознавства» / Ростов н / Д: «Фенікс», 1997.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат
32.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Походження Сонячної системи
Походження Сонячної системи
Походження Сонячної системи 2 2
Походження Сонячної системи 2
Походження Сонячної системи 2
Походження Сонячної системи 2 лютого
Походження Сонячної системи і Землі
Сонячна система Походження сонячної системи
Стійкість сонячної системи
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru