Как выглядит модель солнечной системы
Виртуальная модель Солнечной системы
Наглядная модель Солнечной системы на css и html
Солнце
Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.
Меркурий
Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.
Венера
Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.
Земля
Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.
Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.
Юпитер
Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.
Сатурн
Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.
Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.
Нептун
Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.
Плутон
Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.
Гелиоцентрическая модель Солнечной системы — это модель, в которой находится Солнце в ее центре, а Земля и остальные планеты вращаются вокруг в результате воздействия его гравитационного поля.
Солнечная система – это система, в состав которой входит Солнце, 8 планет и их спутники, астероиды, кометы, метеоры и пространства. Около 99,9% всей массы приходится на Солнце, и только 0,1% — другие небесные тела. Планеты с астероидами движутся вокруг Солнца по эллиптичным орбитам. Наука, изучающая эти небесные тела, — астрономия. Данная модель наглядно показывает планетные орбиты и порядок их размещения. Сегодня существует немало разновидностей моделей.
Разновидности моделей
Компьютерная модель Солнечной системы с расстояниями — наиболее точная среди всех моделей. Она максимально правдоподобно демонстрирует соотношение расстояний между планетами и Солнцем. С помощью компьютерной анимации можно точно воспроизвести цвет, размеры небесных объектов, характер их движения. Подобная наглядная модель сегодня является чрезвычайно популярной, потому что ее легко можно найти в Интернет-ресурсах. Создается она с помощью специального программного обеспечения и определенных знаний на основе математического моделирования, с помощью которого все законы движения планет сводятся до математических уравнений. Эта модель — основа практически для всех остальных моделей. С ее помощью можно решать сложные задачи, прогнозировать и проектировать новые их решения.
Материалы по теме
Наглядная схема Солнечной системы
Схематическая модель Солнечной системы – это модель, которая изображает ее структуру с помощью блок-схемы. Она простая и наглядная, поэтому быстро и легко запоминается. На ней отображается структура нашей системы в иерархическом порядке.
Физическая модель создается на основе физических формул и законов: закона Всемирного тяготения, законов Ньютона. Она может быть исполнена в материальной форме, то есть с помощью приборов и устройств.
Если структура системы изображена на рисунке, плакате, то это графическая модель. Она демонстрирует порядок размещения планет и некоторых спутников, но не показывает реальных соотношений между размерами планет и расстояниями между ними и Солнцем.
Очень распространена информационная модель Солнечной системы – это словесное описание структуры с использованием схем, рисунков и т. д. Именно она наиболее часто встречается в учебниках по астрономии. В такой модели объясняется ее строение, описываются характеристики небесных тел, характер их движения.
Строение Cолнечной системы
Вокруг Солнца в непрерывном движении находятся 8 планет (раньше их было 9, но сейчас ученые относят Плутон к карликовым планетам) по эллиптичным орбитам. Планеты размещаются в таком порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они делятся на две группы: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Планеты земной группы имеют твердую поверхность, мало спутников (всего 3) и они сравнительно небольшие. Планеты-гиганты не имеют четкой поверхности, отличаются большими размерами и большим количеством спутников (сейчас открыто примерно 160).
Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, который состоит из более, чем 500 000 астероидов. Самые большие из них имеют названия: Церера (диаметр 960 км), Паллада (диаметр 608 км), Веста (диаметр 555 км) и др. За орбитой Нептуна находится пояс карликовых планет – пояс Койпера, в состав которого входит и Плутон. Модель показывает размещение пояса астероидов и пояса Койпера.
Также в Солнечной системе существуют еще один вид небесных тел — кометы, которые находятся под пристальным вниманием благодаря тому, что имеют хвост. Обычно кометы не включают в модель. Плоская, светящаяся комета состоит из ядра, комы и хвоста. Ядро, с которого образуется хвост, преимущественно состоит изо льда. Хвост у кометы образовывается с ее приближением к Солнцу благодаря действию Солнечного ветра. Направлен он в сторону, противоположную от Солнца. Самая известная комета – комета Галлея, которую наблюдают уже несколько тысячелетий с периодом 76 лет.
Строение и характеристики Солнца
Интерактивная гелиоцентрическая модель Солнечной системы представляет собой модель, в центре которой находится Солнце. Рассмотрим основные характеристики Солнца.
Солнце – одна из миллиардов звезд нашей Галактики. Солнце относится к желтым карликам. Его радиус в 109 раз больше радиуса Земли, а масса – в 330 000 раз. Температура Солнца на поверхности равна 6000 К. Химический состав нашей звезды примерно такой же, как и других звезд: 71% — водород, 27% — гелий.
Против часовой стрелки происходит вращение планет.
Солнце условно разделяют на такие области с разным физическим состояниям вещества и распределением энергии: ядро, радиоактивная зона (зона лучистого переноса), конвективная зона и атмосфера. Ядро – центральная область Солнца, где происходят термоядерные реакции. Зона радиации – зона, где энергия переносится путем излучения отдельных квантов. В конвективной зоне энергия переносится путем перемешивания горячих масс с холодными. Атмосфера состоит из трех оболочек: фотосферы, хромосферы и короны. От фотосферы мы получаем основной поток излучения.
Макет Солнечной системы
Приложение выше – простой макет и в нем не соблюдаются пропорции размеров и расстояний, количество планет и спутников. В центре — находится Солнце, вокруг него по круговым орбитам движется 9 спутников. Эти небесные тела расположены в случайном порядке. Период вращения первого 40 секунд, второго – на 20 секунд больше, третьего – еще на 20 секунд больше и т. д. Период вращения последнего спутника равен 200 секунд, или 3 минуты 20 секунд.
При наведении курсора на объект он подсвечивается вместе со своей орбитой и при этом отображается его латинское название. Если кликнуть на объект, он останавливается, при повторном клике он продолжает свое движение. При перезагрузке приложения меняются спутники и порядок их расположения.
Как уже говорилось, эта модель не отображает реальных пропорций между планетами и спутниками. Рассмотрим характеристики некоторых спутников.
Спутники и их характеристики
Даже невооруженным глазом можно наблюдать на Луне темные участки, которые получили название моря, и светлые – материки. Но на самом деле в лунных морях нет ни капли воды. На материках есть очень много кратеров, большинство которых имеют метеорное происхождение.
Спутники Марса
Марс имеет два спутника: Фобос и Деймос. Фобос (Phobos —страх) и Деймос (Deimos – ужас) названы на честь спутников бога войны Марса. Они были открыты А. Холлом в 1877 году.
Диаметр Фобоса 28 тыс. м., а Деймоса – 16 тыс. м. Они имеют твердую поверхность, которая покрыта слоем черной пыли и множеством кратеров. На Фобосе есть кратер диаметром 9 тыс. м. – кратер Стикни. Фобос находится очень близко к Марсу (среднее расстояние 6000 тыс. м., что в 40 раз меньше, чем расстояние от Луны до Земли). Он вращается вокруг Марса в 3 раза быстрее, чем сама планета вокруг своей оси. Существует теория, что приливное действие планеты может привести к падению на нее Фобоса.
Спутники Юпитера
Галилеевы спутники
Как выглядели бы спутники Юпитера в небе Земли
Всего у Юпитера насчитывается 63 спутника, из них выделяют группу галилеевых – Европа, Ио, Ганимед и Каллисто. Они были названы галилеевыми, так как их открыл Галилео Галилей в 1610 году с помощью первой своей подзорной трубы.
Самым близким к Юпитеру является спутник Ио (Io), который по размерам похож на Луну. Он имеет самую большую геологическую активность среди всех тел системы – на нем зарегистрировано более 400 действующих вулканов, из жерл которых постоянно извергается магма и газы. Поэтому Ио имеет красивую ярко-желтую окраску, которую предают ему сера и расплавленные силикатные породы. Частые извержения вулканов возникают под действием гравитационного поля Юпитера и других спутников.
Наша модель показывает и другой галилеевый спутник Европу (Europa) – второй от Юпитера спутник. Радиус Европы немного меньше радиуса Луны, а масса самая большая среди всех спутников. Это объясняется высокой плотностью, так как она состоит в основном из силикатных пород. Поверхность Европы полностью покрыта слоем льда. Возможно, под этим слоем существует океан из жидкой воды, на дне которого есть все условия для жизни.
Каллисто (Callisto) – второй по размеру галилеевый спутник. По порядку размещения от Юпитера он самый дальний среди галилеевых спутников. Диаметр Каллисто почти равен диаметру планеты Меркурий, а масса – 1/3 массы Меркурия. Его поверхность покрыта кратерами и многокольцевыми структурами. По количеству кратеров Каллисто опережает Луну и Меркурий.
Другие спутники Юпитера
Фива или Тебе (Thebe) – четвертый от Юпитера спутник, который был открыт С. Синнотом в 1979 году. Он имеет неправильную форму и практически круговую орбиту. Диаметр Фивы 100-110 км, она всегда обращена к Юпитеру одной стороной. На поверхности Фивы имеются большие кратеры.
Материалы по теме
Спутники Юпитера
В 2000 г было открыто еще 11 новых спутников Юпитера, среди которых Халдене (Chaldene). Современная наука на этом не останавливается. Халдене относится к группе спутников Карме, его размер всего 3,8 тыс. м.
Группа Гималии
Также стоит упомянуть спутники Юпитера, которые относятся к группе Гималии. Эта группа включает четыре спутника: Гималия (самый крупный спутник группы), Лиситея, Леда, Элара.
Лиситея (Lysithea) —одиннадцатый спутник по удаленности от планеты Юпитер. Лиситея была открыта Никольсоном в 1938 году. Ее радиус около 18 км. Названа на честь Лизитеи — дочери Океана.
Леда (Leda) – самый маленький спутник Юпитера, ее радиус всего 8 км. Она была открыта в 1974 г Ч. Коуэлом. Леда названа на честь супруги спартанского царя Тиндарея.
Другие спутники
Спутник Нептуна Тритон, снимок Вояджера-2
Эта модель содержит удивительный объект — Дактиль (Dactyl), который является спутником астероида Ида. Это самый маленький спутник – его радиус всего 0,7 км, что в 20 раз меньше самого астероида. Поверхность Дактиля имеет очень много кратеров, как и сама Ида.
Это приложение иллюстрирует все небесные тела, которые изучает астрономия. Геометрическая модель Солнечной системы – это приблизительная схема расположения спутников и их орбит вокруг Солнца.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Вот как на самом деле выглядит Солнечная система
На первый взгляд, она похожа на что-то, полученное при вскрытии инопланетянина. Странный орган, вырезанный из грудной клетки чужого в мерцающем свете операционной в сверхсекретном правительственном учреждении, с венозными усиками, свисающими на пол из которых капает вязкая слизь (может быть, кто-то из X-Com?).
Однако, нет, это всего лишь наша Солнечная система.
Эта странная и завораживающая форма на самом деле графическое изображение того, как выглядит Солнечная система, или, скорее, магнитный пузырь, окружающий её. Это отражение гелиосферы, массивного пузыря высеченного прямо в космосе в следствие постоянной активности Солнца.
Такие отображения называют моделью “сдутого круассана”.
Проблема с точным измерением гелиосферы заключается в том, что мы находимся внутри неё. Её граница простирается на 16 миллиардов километров. И лишь благодаря паре аппаратов “Вояджер” мы имеем некоторые данные, полученные за пределами гелиосферы. “Вояджер-1” покинул гелиосферу и вошёл в межзвёздное пространство в августе 2012-ого года, а “Вояджер-2” совершил то же самое в ноябре 2019-ого.
Логарифмическая шкала Солнечной системы и межзвёздного пространства. Авторы и права: NASA-JPL.
Существуют миссии по изучению гелиосферы, такие как IBEX (НАСА) и Interstellar Boundary Explorer (Исследователь Межзвёздных Границ). В месте, где гелиосфера граничит с межзвёздным пространством, происходят сложные взаимодействия, и эта область называется гелиопаузой. IBEX изучает так называемые энергетически нейтральные атомы. Они образуются, когда космические лучи за пределами Солнечной системы, встречаются с заряженными частицами внутри неё. Поскольку эти энергетически нейтральные атомы образуются именно благодаря взаимодействиям с межзвёздным пространством, то они служат своего рода маркером для измерения границ гелиосферы.
Однако данные об этих взаимодействиях являются довольно сложными для обработки: их необходимо использовать в компьютерных моделях, чтобы делать какие-либо разумные прогнозы о природе и форме гелиосферы. НАСА и Национальный Научный Фонд США (ННФ) профинансировали группу учёных для решения данной задачи, названную SHIELD Drive Science Center при Бостонском университете.
В исследовании, опубликованном годом ранее, представлены некоторые результаты по изучению гелиосферы. Оно называется “Маленькая круглая гелиосфера, полученная с помощью магнитогидродинамического моделирования захваченных ионов”. Ведущий автор исследования – Мерав Офер, профессор астрономии Бостонского университета. Статья об этом была опубликована в журнале Nature Astronomy.
Учёные привыкли думать, что гелиосфера имеет форму кометы. По мере движения Солнечной системы в космосе, исходящий от Солнца поток частиц и излучения встречается с межзвёздным пространством, что создаёт ударную волну у передней границы и “гелиохвост” у задней, напоминающий хвост кометы.
“Форма гелиосферы изучалась на протяжении последних шести десятилетий”, – сообщают авторы в своей статье. “Со времён первых работ в данном научном направлении Баранова и Маламы, преобладало мнение о том, что гелиосфера похожа на комету”.
Но новое исследование демонстрирует нам другую форму гелиосферы. Его авторы показывают, что более свежие данные указывают на то, что гелиосфера содержит две струйные структуры.
Устаревшая модель представления гелиосферы. Авторы и права: NASA / Feimer.
Вместе с данными IBEX, исследователи использовали данные зондов “Кассини” и “Новые Горизонты”. Обе являются планетарными миссиями, однако они собрали некоторые данные о Солнечной системе. В случае с “Кассини”, регистрировались частицы, возвращаемые обратно в Солнечную систему в следствие отскока, получавшегося в результате взаимодействий с межзвёздным пространством.
“Наблюдения ‘Кассини’ энергетически нейтральных атомов также предполагают отсутствие у гелиосферы хвоста”, – поясняет группа учёных.
“Новые Горизонты” измерял так называемые захваченные ионы (англ. PUIs). Такие ионы являются важной частью всего исследования. Они образуются, когда Солнце движется сквозь частично ионизированную среду. Далее они обмениваются зарядами с солнечным ветром, и это создаёт среду захваченных ионов, температура которых отличается от типичных ионов солнечного ветра.
Когда “Вояджер-2” пересёк границу межзвёздного пространства, он показал, что давление в гелиооболочке определяется как раз-таки захваченными ионами. Но в это время не проводилось исследований для определения того, как эти ионы образуют форму гелиосферы. Это было сделано в ходе недавнего исследования, и именно так учёные получили новое изображение гелиосферы, которое выглядит довольно странным.
Главной особенностью данного исследования было то, как моделировались горячие захваченные ионы отдельно от термических. Верхний ряд изображения демонстрирует вид гелиосферы при раздельном моделировании, а нижний – при смешанном. Авторы и права: Opher et al, 2020.
В статье авторы объясняют, что новая модель воспроизводит как свойства захваченных ионов, полученные “Новыми Горизонтами”, так и свойства ионов солнечного ветра, основанных на наблюдениях КА “Вояджер-2”, а также на данных о магнитном поле, подобном солнечному, полученных вне гелиосферы аппаратами “Вояджер-1” и “Вояджер-2”.
Захваченные ионы являются более горячими, чем остальные частицы солнечного ветра, и это стало ключевым моментом всей работы.
“Есть две смешанные жидкости. У вас есть один очень холодный компонент и гораздо более горячий – захваченные ионы”, – говорит ведущий автор Офер в пресс-релизе. “Если у вас есть холодная и горячая жидкости, и вы поместите их в космос, то они не будут смешиваться, а они будут развиваться в дальнейшем отдельно. Мы буквально разделили эти две составляющие солнечного ветра и смоделировали полученную трёхмерную форму гелиосферы”.
Вместо красивой и аккуратной формы мы получаем вот такую. Вместо вытянутой сферической формы с хвостом у нас есть что-то наподобие “сдутого” круассана. Выпуклая форма больше похожа на какой-то орган.
Обновлённая модель гелиосферы (слева) предполагает, что она имеет форму “сдутого” круассана, а не кометного хвоста, как предполагалось ранее (справа). Белые линии показывают линии солнечного магнитного поля, а красные – межзвёздного магнитного поля. Авторы и права: Opher, et al.
Поскольку захваченные ионы доминируют в термодинамике гелиосферы, то полученная форма очень выпуклая. Но из-за того, что они покидают её очень стремительно в следствие отскока, вся гелиосфера как бы сдувается.
И хотя новое изображение гелиосферы интересно с графической точки зрения, оно также важно и с научной благодаря важности роли гелиосферы в науке.
За пределами гелиосферы космические лучи возникают в результате высокоэнергетических событий в других звёздных системах. Космические лучи – это протоны и атомные ядра с высокими энергиями, которые движутся в космосе с релятивистскими скоростями. Они образуется после таких событий, как сверхновые, которые распространяют их во все направления.
Космические лучи очень опасны, а наша гелиосфера является средством защиты от них. Она поглощает около 75% всех космических лучей, направленных к нам, а те, которые всё-таки проходят, могут быть очень разрушительными. На Земле от проходящих космических лучей нас защищают наши магнитосфера и атмосфера. Но для спутников, космических аппаратов и космонавтов опасность реальна.
Космические лучи не только повреждают электронику, но и их воздействие увеличивает риск заболевания раком у космонавтов. И эти частицы обладают настолько высокими энергиями, что защитить от них космонавтов представляется очень сложной задачей. Космические лучи – это одна из главных опасностей в длительных полётах из-за повышенного риска возникновения рака.
Одна из последних сверхновых, которая, как известно, взорвалась в нашей галактике Млечный Путь. Она находится на расстоянии около 11 000 световых лет от Земли. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech / O. Krause (Steward Observatory).
Есть также некоторые свидетельства того, что увеличение количества космических лучей по мере движения Солнца относительно плоскости галактики, могли приводить к земным вымираниям. Некоторые исследователи уверены, что взрывы сверхновых в прошлом подвергали Землю гораздо более высокому воздействию космическими лучами, и это могло привести к исчезновению морской фауны в эпоху плиоцена. Но большинство подобных исследований противоречивы.
Лучшее понимание нашей гелиосферы может также помочь нам в оценке обитаемости экзопланет. Воздействие космических лучей может сделать планеты непригодными для жизни, даже те, которые находятся в зоне обитаемости вокруг далёких звёзд. По мере того, как мы получаем всё более точные представления о форме и функциях нашей гелиосферы, мы можем применять эти сведения к другим звёздным системам, что даёт нам более утончённый способ взглянуть на обитаемость и жизнь на других планетах.
В настоящий момент мы недостаточно много знаем о нашей собственной гелиосфере, включая её форму, чтобы точно описать другие гелиосферы.
Но предстоящая миссия НАСА должна помочь нам в этом вопросе. Она называется IMAP, или Interstellar Mapping and Acceleration Probe (Межзвёздное Картографирование и Ускоренный Зонд). Запуск IMAP запланирован на 2024-ый год, и он будет отображать положения и траектории частиц, которые движутся от границ гелиосферы к Земле.
На этом рисунке показан новый зонд IMAP, который будет изучать взаимодействия солнечного ветра с космическими частицами. Авторы и права: NASA.
Научный центр DRIVE также будет играть роль в миссии IMAP. Офер и коллеги создадут тестовую модель гелиосферы к моменту запуска IMAP в 2024-ом году. Их модель будет содержать в себе более подробные прогнозы формы и других свойств гелиосферы. Затем учёные смогут использовать наблюдения IMAP для их проверки.
“Будущее дистанционное зондирование и дальнейшие измерения непосредственно будут способны проверить вероятность наличия более круглой формы гелиосферы”, – пишут авторы исследования в заключении своей статьи.
Будущие миссии, такие как IMAP, но с более высокими энергиями, смогут изучить распространение энергетически нейтральных атомов, которые являются захваченными ионами, поменявшими свой заряд, и, таким образом, смогут исследовать атомы, приходящие из глубин гелиосферического хвоста. В таком случае, более позднее исследование глобальной структуры гелиосферы позволит проверить разрабатываемую модель.