Как выглядит солнечная система сверху
Наглядная схема Солнечной системы
Земля, как и все планеты нашей Солнечной Системы, вращается вокруг Солнца. А вокруг планет вращаются их луны.
Расположение планет
Материалы по теме
Виртуальная модель Солнечной системы
Все они расположены на почти круговых орбитах и вращаются в направлении вращения самого Солнца, за исключением Венеры. Венера вращается в обратном направлении — с востока на запад, в отличии от Земли, которая вращается с запада на восток, как и большинство других планет.
Однако движущаяся модель Солнечной системы столько мелких подробностей не показывает. Из других странностей, стоит отметить то, что Уран вращается практически лежа на боку (подвижная модель Солнечной системы это тоже не показывает), его ось вращения наклонена на, примерно, 90 градусов. Связывают это с катаклизмом произошедшим очень давно и повлиявшим на наклонение его оси. Это могло быть столкновение с каким-либо крупным космическим телом, которому не посчастливилось пролетать мимо газового гиганта.
Какие существуют группы планет
Сравнительные размеры Солнца и планет
Планетарная модель Солнечной системы в динамике показывает нам 8 планет, которые делятся на 2 типа: планеты Земной группы (к ним относятся: Меркурий, Венера, Земля и Марс) и планеты газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Эта модель хорошо демонстрирует различия в размерах планет. Планеты одной группы объединяют похожие характеристики, начиная от строения и кончая относительными размерами, подробная модель Солнечной системы в пропорциях это наглядно демонстрирует.
Пояса из астероидов и ледяных комет
Помимо планет, наша система содержит сотни спутников (у одного Юпитера их 62 штуки), миллионы астероидов и миллиарды комет. Также между орбитами Марса и Юпитера существует пояс астероидов и интерактивная модель Солнечной системы флеш его наглядно демонстрирует.
Пояс Койпера
Объекты пояса Койпера
Пояс остался со времен образования планетной системы, а после орбиты Нептуна простирается пояс Койпера, в котором до сих пор скрываются десятки ледяных тел, некоторые из которых даже больше Плутона.
Облако Оорта
И на расстоянии 1-2 светового года располагается облако Оорта, поистине гигантская сфера, опоясывающая Солнце и представляющая собой остатки строительного материала, который был выброшен после окончания формирования планетной системы. Облако Оорта столь велико что мы не в состоянии показать вам его масштаб.
Облако Оорта регулярно поставляет нам долгопериодические кометы, которым требуется порядка 100000 лет чтобы добраться до центра системы и радовать нас своим повелением. Однако не все кометы из облака переживают встречу с Солнцем и прошлогоднее фиаско кометы ISON яркое тому подтверждение. Жаль, что данная модель системы флеш, не отображает столь мелкие объекты как кометы.
Карликовые планеты
Материалы по теме
Сколько существует карликовых планет?
Было бы неправильно обойти вниманием столь важную группу небесных тел, которую выделили в отдельную таксономию сравнительно недавно, после того как Международный астрономический союз (MAC) в 2006 году провел свою знаменитую сессию на которой лишил статуса планету Плутон.
Предыстория открытия
А предыстория началась сравнительно недавно, с вводом в начале 90-х годов современных телескопов. Вообще начало 90-х ознаменовалось рядом крупных технологических прорывов.
Во-первых, именно в это время был введен в строй орбитальный телескоп имени Эдвина Хаббла, который своим 2.4 метровым зеркалом, вынесенным за пределы земной атмосферы, открыл совершенно удивительный мир, недоступный наземным телескопам.
Во-вторых, качественное развитие компьютерных и различных оптических систем позволило астрономам не только построить новые телескопы, но и существенно расширить возможности старых. За счет применения цифровых камер, которые полностью вытеснили пленку. Появилась возможность накапливать свет и вести учет практически каждого фотона упавшего на матрицу фотоприемника, с недосягаемой точностью, а компьютерное позиционирование и современные средства обработки быстро перенесли, столь передовую науку как астрономия, на новую ступень развития.
Тревожные звоночки
Благодаря этим успехам стало возможным открывать небесные тела, довольно крупных размеров, за пределами орбиты Нептуна. Это были первые “звоночки”. Ситуация сильно обострилась в начале двухтысячных именно тогда, в 2003-2004 годах были открыты Седна и Эрида, которые по предварительным расчетам имели одинаковый с Плутоном размер, а Эрида и вовсе его превосходила.
Астрономы зашли в тупик: либо признать, что они открыли 10 планету, либо с Плутоном что-то не так. А новые открытия не заставили себя долго ждать. В 2005 году была обнаружена Макемаке, которая вместе в Кваваром, открытым еще в июне 2002 года, Орком и Варуной буквально заполонили транснептуновое пространство, которое за орбитой Плутона, до этого, считалось чуть ли не пустым.
Международный астрономический союз
Созванный в 2006 году Международный астрономический союз постановил что Плутон, Эрида, Хаумеа и примкнувшая к ним Церера относятся к карликовым планетам. Объекты которые находились в орбитальном резонансе с Нептуном в соотношении 2:3 стали называться плутино, а все остальные объекты пояса Койпера – кьюбивано. С тех пор у нас с вами осталось всего 8 планет.
История становления современных астрономических взглядов
Схематическое изображение Солнечной системы и космических аппаратов покидающих ее пределы
Сегодня гелиоцентрическая модель Солнечной системы является непреложной истиной. Но так было не всегда, а до тех пор пока польский астроном Николай Коперник не предложил идею (которую высказывал еще Аристарх) о том, что не Солнце вращается вокруг Земли, а наоборот. Следует помнить, что некоторые до сих пор думают, что Галилео создал первую модель Солнечной системы. Но это заблуждение, Галилей всего лишь высказывался в защиту Коперника.
Модель Солнечной системы по Копернику не всем пришлась по вкусу и многие его последователи, например монах Джордано Бруно, были сожжены. Но модель по Птолемею не могла полностью объяснить наблюдаемых небесных явлений и зерна сомнений, в умах людей, были уже посажены. К примеру геоцентрическая модель не была в состоянии полностью объяснить неравномерность движения небесных тел, например попятные движения планет.
В разные этапы истории существовало множество теорий устройства нашего мира. Все они изображались в виде рисунков, схем, моделей. Тем не менее, время и достижения научно-технического прогресса расставили все на свои места. И гелиоцентрическая математическая модель Солнечной системы это уже аксиома.
Движение планет теперь на экране монитора
Погружаясь в астрономию как науку, человеку неподготовленному бывает трудно представить себе все аспекты космического мироустройства. Для этого оптимально подходит моделирование. Модель Солнечной системы онлайн появилась благодаря развитию компьютерной техники.
Материалы по теме
3D Модель Солнечной системы
Не осталась без внимания и наша планетарная система. Специалистами в области графики была разработана компьютерная модель Солнечной системы с вводом дат, которая доступна каждому. Она представляет собой интерактивное приложение, отображающее движение планет вокруг Солнца. Кроме того, она показывает, как вокруг планет вращаются наиболее крупные спутники. Также мы можем увидеть пояс астероидов между Марсом и Юпитером и зодиакальные созвездия.
Как пользоваться схемой
Движение планет и их спутников, соответствуют их реальному суточному и годичному циклу. Также модель учитывает относительные угловые скорости и начальные условия движения космических объектов друг относительно друга. Поэтому в каждый момент времени их относительное положение соответствует реальному.
Интерактивная модель Солнечной системы позволяет ориентироваться во времени с помощью календаря, который изображен в виде внешней окружности. Стрелка на ней указывает на текущую дату. Скорость течения времени можно изменять, перемещая ползунок в левом верхнем углу. Также есть возможность включить отображение фаз Луны, при чем в левом нижнем углу отобразится динамика лунных фаз.
Некоторые допущения
Сравнительные размеры нашей Солнечной системы
Столь точная модель Солнечной системы имеет единственный недостаток — непропорциональность размеров объектов и расстояний между ними. Это реализовано по причине того, что при соблюдении масштабов оценить динамику движения планет очень сложно.
Данная реальная модель Солнечной системы позволяет наглядно изучить движение планет и их спутников вокруг Солнца, облегчая освоение астрономии, которая теперь становится еще более увлекательным и легким делом.
Другие модели
Еще одна flash модель Солнечной системы показывает нам не только сведения о планетах, их фотографии и расстояние от Солнца, но и имеет функции приближения и удаления небесных объектов. Эта модель сверху отличается от этой тем, что в ней нельзя вводить произвольные даты и переключать гео- или гелиоцентрический вид. Данная разновидность хорошо подходит в качестве альтернативы первой, и поможет оценить масштабы нашей планетной системы в полном объеме.
Упрощенная схема для детей
Если вы хотите рассказать вашему малышу, который совсем еще мал, о том как вращаются планеты, вы можете ему показать вот эту упрощенную схему, которая не содержит достоверных названий планет, но очень точно отображает суть их вращения вокруг нашего светила.
B напоследок хочу предложить посмотреть видео о том, как выглядит Земля с Международной космической станции
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Солнечная система
Отсекаем всё лишнее
По просьбам читателей сразу сообщаю, что в конце статьи есть музыкальное приложение по теме статьи. Кому нравится читать под музыку, это для Вас.
Большинство людей думают, что это есть Солнце и 8 или 9 планет. Кто-то при этом вспоминает еще и о Луне. Находятся, правда, их уже не так много, желающие поселить в Солнечную систему все 12 зодиакальных созвездий и Большую Медведицу. Давайте сегодня разберемся, что же это такое — «Солнечная система».
Много миллиардов лет назад эти места выглядели немного иначе. Здесь было облако межзвездного газа и пыли (возможно — остаток какой-то уже погасшей звезды), которое медленно уплотнялось под действием собственной гравитации, сжималось, в этом образовании наметился некий центральный сгусток, который стал разогреваться и однажды (это для краткости — обычно такие процессы растягиваются на миллионы лет и звезды не загораются в одночасье) вспыхнул звездой. Окружающие его газ и пыль продолжали стремиться к молодой звезде под действием сил тяготения, но излучение исходящее от звезды препятствовало сгущению остатков материи подобно ветру дующему в разные стороны.
На какое-то время установилось равновесие и остатки пыли и газа продолжали собираться в комочки на почтительном расстоянии от своей звезды — они не падали на нее, но и не улетали прочь. Причем более тяжелые фракции этого газопылевого строительного материала оседали поближе к центральной звезде, а легкие газы (преимущественно Водород и Гелий) нашли свое равновесие поодаль. За следующий миллиард лет, или за промежуток времени того же порядка, из расслоившейся по молекулярной массе материи сформировались планеты — маленькие, но плотные, вблизи Солнца (так называемые «Планеты земной группы»); и водородно-гелиевые гиганты типа Юпитера и Сатурна — несколько подальше от светила.
Вот так, если рассказывать предельно упрощенно, и сформировалось то, что называется Солнечной системой — Солнце и вращающиеся вокруг него планеты. Да только это не все, есть еще много интересного в этой системе, но прежде затронем другой аспект — аспект постижения всего этого человечеством.
Существуют два класса гипотез о происхождении Солнечной системы. Основное их различие в том, что одни постулируют одновременное происхождение Солнца и протопланетного диска — из единого прото-облака. Другие — в частности долгое время находящаяся в авангарде популярности и признания гипотеза Отто Юльевича Шмидта — предполагают отдельное формирование Солнца с последующим захватом им некой туманности — остатка вспышки сверхновой звезды. Обсуждение этих гипотез выходит за рамки статьи, хотя и представляет интерес.
С тех пор, как раскаленные поверхности каменных шаров остыли, прошло еще 4 или 5 миллиардов лет и на одном из таких шаров случилось нечто необычное, не совсем привычное для небесных тел явление — там завелись существа, считающие себя разумными — о-как замахнулись! Но как бы то ни было, и кто бы кем себя не считал, а примерно 50 тысяч лет назад человеки уже со знанием дела всматривались в небосвод, и их немного начинали волновать те из светящихся точек, что упорно не хотели оставаться на своих местах и кочевали от созвездия Мамонта к созвездию Кабана.
Около 10 тысяч лет назад, и практически повсеместно — в Египте и Элладе, Вавилоне и Персии, в Индии и Китае (возможно и на Американском континенте) этому начали находить объяснение. Люди сходились во мнении — это Боги, бессмертные Боги, а кто же еще может позволить себе перемещаться среди неподвижных звезд? — только Боги! Так думали почти все, но была в каждой из перечисленных стран, особая разновидность жителей — жрецы — эти никогда просто так не делились своими истинными представлениями о строении Мироздания с простым малограмотным людом, да и со знатью — царями, военачальниками — тоже не делились. Они с легкостью предсказывали как положение на небе всех известных тогда блуждающих светил, так и солнечные, лунные затмения, что давало им реальную власть над теми же царями и военачальниками — жрецов слушались все. А кто не слушался — тот отправлялся на небеса слушаться великих Богов, блуждающих по созвездиям.
Каким образом, на основании каких теорий, и базируясь на какой картине мира древние жрецы делали свои вычисления, так и осталось тайной, которую они унесли к своим богам, но где-то за 500 лет до нашей эры у жрецов появился достойный конкурент — класс ученых — философы, математики и метафизики — все они пытались разгадать конструкцию небесных механизмов опираясь на наблюдения и логику, и к началу нашей эры в мире — опять же во многих странах почти синхронно — зародилась, ожила догадка о безграничном пространстве, мегаскоплениях галактик, в одной из которых среди миллиардов и миллиардов подобных светил с огромной скоростью летит том, что наше дневное светило окружено спутниками-планетами, обращающимися вокруг оного по круговым орбитам, и среди них одна — Гея — наш космический дом — с нее и взираем мы в бескрайнюю даль, пытаясь разгадать ее назначение… И это окрыляло, поднимало человека ввысь, ближе к Богам — поняв это человек становился Богом…
Были и другие точки зрения. Существовавшая в древней Греции наравне с другими моделями Геоцентрическая Модель Мира Аристотеля (а также Гиппарха и Птолемея) в средние века оказалась очень идеологически удобной и на много столетий астрономы и астрологи расселили известные им планеты по деферентам и эпициклам, чтобы более прагматичным образом объяснить петлеобразные движения светил (планетные движения моделировались большими и малыми колесами установленными одно на другом и вращающиеся с разной скоростью), но главное — Земля, как творение господне, а вместе с ней и человек, были водворены в Центр Мира — и это для переродившихся жрецов было архиважно — нечего простым смертным знать, что мы — не есть Пуп Вселенной, а просто песчинка в бескрайнем космическом океане, у которого и центра-то нет никакого…
Тем не менее, предвычисление положения планет оставалось задачей практически важной — астрологи должны были вовремя предопределять начало и конец войн, вовремя менять засидевшихся на троне персон, и делалось все это при помощи небесных знамений. При этом конструкция из деферентов и эпициклов уже не давала требуемой точности и приходилось, для компенсации расхождения вычисленных и реальных положений блуждающих светил вводить все новые рычаги и колеса, и к XVI веку в небесной канцелярии накопилось до семи десятков самых разных шестеренок. Управляться с такой сложной машиной становилось немыслимо трудно — система мира рушилась, но не сдавалась по идеологическим мотивам.
Спасать положение начал польский астроном и математик Николай Коперник. Он не сам это придумал, но изучив многочисленные работы учеников Пифагорейской школы он пришел к выводу, что все эти сложные механизмы из десятков колес и покачивающихся перекладин — безбожное заблуждение, и доработав теории учеников Пифагора выдвинул (1503 год) свою гипотезу — в центре мира сияет Солнце, вокруг него по круговым орбитам, не опираясь ни на что движутся планеты, в их числе наша Земля. И только одно светило послушно обращается вокруг Земли — Луна — наш единственный спутник.
Думаете, все эти заржавевшие и грохочущие шестерни разом рухнули в бездну? Нет! Еще более столетия в ходу были и деференты, и эпициклы, и остальные небесно-механические запчасти. И не только по причине того, что наукой тогда занималась церковь, но и потому, что даже реалистичная конструкция Коперника давала значительные ошибки. Их исправил во многом только Иоганн Кеплер определив орбиты планет не кругами, а эллипсами. Своими тремя законами он описал характер движения планет по орбитам. Но это произошло лишь в 1618 году и с тех пор наше базовое представление о строении Солнечной системы не менялось, а лишь дополнялось новыми пунктами и деталями.
Что же мы имели к началу XVII века? Примерно то же самое, что и на протяжении всех предшествующих веков и тысячелетий: Солнце — ярчайшее небесное светило, обходящее небосвод ровно за год (собственно, так и появился в нашем летоисчислении год), Луна — второе по яркости и меняющее свой лик ото дня ко дню светило, оно замыкает свой небесный круг за месяц, и именно благодаря Луне мы имеем в своей календарной системе такую временную единицу. Далее — пять ярких и блуждающих светил, оказавшихся огромными шарами, светящимися отраженным (как и Луна) солнечным светом, медленно совершали свои движения с разной скоростью: Меркурий — Бог торговли и обмана — этот был, как и положено, шустрее всех; Венера — богиня Любви и Красоты (и это чистая правда — оторвать взор от сияния в сумеречных небесах «Вечерней Звезды» очень трудно, невозможно) — она хоть и отстает от Меркурия, но тоже очень быстра; Марс — Бог Войны — отличается заметной кровавой, вызывающей окраской, и движется уже медленно, и слава богу — очевидно, что у древних, придумавших эти параллели, быстрее зажигались чувства любви, чем месть и обида. Две последних из известных тогда планет — Юпитер и Сатурн — откровенно едва ползут и за жизнь человеческую делают лишь несколько оборотов. В XVII веке к этому хороводу небесных объектов добавилась лишь Земля, но для человечества это было очень важным событием в процессе осмысления своего положения во Вселенной — это положение стало рядовым, ничем не выделенным, Впрочем, как я не раз говорил уже сегодня, ничего в мире не случается в один день, и мирилась общественность с потерей своего центрально-космического положения довольно долго.
В самом начале XVII века произошло еще одно важно событие в астрономии — итальянец Галилео Галилей создал первый в истории телескоп и применил его в наблюдениях. Результаты были революционны — действительно, планеты оказались подобны Земле — на Луне обнаружились горы, Венера меняла фазы, а Юпитер оказался окруженным свитой из 4-х спутников, что свидетельствовало об относительности любого из предполагаемых центров во Вселенной. Таким образом в составе Солнечной системы начали прибавляться новые небесные жители, в данном случае таковыми оказались спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), но главное — человечество стало зорче, и это открыло новые возможности в изучении окружающего мира, а в частности, с помощью точных оптических приборов стало возможным измерение параллаксов и получение представления о расстояниях до планет — далеко ли они от нас находятся — раньше об этом можно было только догадываться.
Будет не лишним упомянуть о размерах планетных орбит. С момента вселения Земли на третий уровень в порядке исчисления от Солнца, в астрономии появилась очень важная и удобная единица измерения расстояний — одна астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца (150 миллионов километров, приблизительно). Радиусы других планетных орбит различались очень значительно, например Меркурий в среднем был ближе к Солнцу чем Земля в два с половиной раза, а Сатурн — в 10 раз дальше. И по этому поводу просто необходимо вспомнить об одном интересном математическом наблюдении.
С древнейших времен человечество пыталось не только получить информацию об окружающем мире, не только узнать что и как, но понять почему — осознать, разобраться в причинах и закономерностях. Так же и с размерами планетных орбит — многие астрономы не только пытались измерить параметры орбит, но и понять, по какому закону и подчиняясь каким правилам они сложились именно такими. В второй половине XVIII задача поддалась двум очередным немецким Иоганнам — Иоганну Тициусу и Иоганну Боде. Суть наблюдения вот в чем: Давайте выпишем в ряд такие числа:
это (если не брать во внимание первое число) — обычная геометрическая прогрессия с первым членом равным тройке и коэффициентом равным двум (каждый следующий член прогрессии, после этой тройки, в два раза больше предыдущего). Теперь прибавим к каждому члену нашей прогрессии число 4. Получим:
далее правило Тициуса-Боде (его назвали в честь этих двух астрономов-математиков) предлагает поделить каждый член прогрессии на 10, но и без этого уже видно, что получившийся ряд чисел кратен радиусам планетных орбит. Посмотрите сами:
Правило работало довольно точно, расстояния совпадали с точностью до 1/10 астрономических единиц и лишь одно звено в цепочке чисел выдавало эмпирическую природу этой закономерности, ведь на орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы нет никакой планеты! А раз так, и правило оказалось не абсолютным, ему в свое время (1766-1772) не придали большого значения.
В 1781 году английский музыкант (по профессии) и астроном (по увлечению) Уильям Гершель исследовал небо в самодельный телескоп и обнаружил, как ему показалось, доселе неизвестную туманность — слабое, чуть зеленоватое пятно маячило где-то среди звезд созвездия Тельца. От ночи к ночи оно немного смещалось и Гершель принял его за комету, о чем и сообщил в Английское Королевское Общество. Вскоре, по результатам наблюдений других астрономов и вычислению орбиты вновь открытого небесного тела, оказалось, что Гершель обнаружил планету, далекую и огромную — сравнимую по размерам с Сатурном или даже Юпитером. Это было сенсационное открытие, ведь за последние несколько тысяч лет в числе известных планет увеличения не происходило (если, конечно, не считать провозглашения планетой самой Земли!), а тут — раз — и такое открытие!
Тут-то астрономы вспомнили о казавшемся им сомнительным правиле Тициуса-Боде и решили продолжить ряд:
— Уран (так назвали новую планету) оказался точно на орбите предсказанной правилом (19,22 а.е — современное значение).
Это обстоятельство заставило астрономов отнестись к правилу Тициуса-Боде серьезнее и задуматься теперь и о пустующей орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы. И действительно, совсем скоро была обнаружена малая планета Церера (1801 г.) находящаяся точно на этой орбите. Тициус и Боде получили заслуженное признание, а астрономы, наоборот, потеряли комплекс ощущения того, что все планеты в Солнечной системе давно открыты.
С этим ли в связи или по другим причинам, но открытия малых планет посыпались как снег зимой в России за Уралом. Их стали открывать пачками, и соответственно стали немного иначе к ним относиться — что это за планеты такие, которых за несколько лет открыли 4 — то столетиями не было ничего нового, то — в год по планете. Статус подобных объектов пришлось пересмотреть и вся эта «каменистая мелочь» была обобщена в класс малых планет. И «населением» этот класс только прибывал. Редкий год астрономы не открывали новую малую планету.
Правда, надо признать и то, что далеко не все малые планеты (или по другому — астероиды) соответствовали правилу Тициуса-Боде. Стали встречаться такие объекты (и все чаще) у которых орбиты вообще никакому правилу не подчиняются и больше похожи не на планетные, а на кометные орбиты. Впрочем, до комет мы еще доберемся. Важно сейчас то, что открытие пояса астероидов (значительная часть тел которого обращается по классическим астероидным орбитам в рамках правила Тициуса-Боде) одновременно и подтвердило это правило и тут же поставило на нем крест.
Когда многочисленные открытия малых планет уже набили оскомину астрономам, те перевели свой взор на недавно открытый Уран. Что-то с ним было не так. Уран — далекая и медленная планета. Чтобы вычислить в точности орбиту такой планеты требуется время. И вот оно прошло, были получены точнейшие измерения и произведены необходимые вычисления. И тут оказалось, что Уран идет немного «не по расписанию».
В чем это выражалось? — Ну, представьте себе, что согласно измеренным параметрам орбиты и определенным вычислениям астрономы утверждают, что, допустим, через месяц планета Уран будет находиться в таком-то созвездии, в точке с такими-то координатами. Проходит этот месяц, наблюдатели вновь измеряют положение Урана на небесной сфере, и к немалому удивлению ученых мужей всего мира обнаруживается, что Уран почему-то находится немного в другом месте.
Надеюсь, Вы понимаете, что в науке не допускаются всякие «немного», да «чуть-чуть». Либо в теории все в порядке и положение планеты предвычисляется в пределах точности измерений, либо надо менять теорию. И второе «либо» было страшным, ибо оно недвусмысленно намекало на неверность главного из законов Вселенной — Закона Всемирного Тяготения — ведь на основе него в астрономии вычисляется всё, и если формула выведенная Ньютоном еще в 1687 году не абсолютна, то все труды астрономов за последние полтора столетия можно смело кидать в корзину, и все изыскания начинать сначала, а этого очень не хотелось.
Что тут скажешь? — Уран преподнес астрономам очень неожиданный сюрприз. Если вначале отклонения его положения от расчетных значений как-то можно было списать на неточность определения орбиты, то дальше объяснить расхождение теории и практики было нечем… если только не существовало бы поблизости какого-то другого массивного небесного тела, отклоняющего (или как говорят астрономы — «возмущающего») своим тяготением движение Урана от его «законной» орбиты.
Это была смелая идея для XIX века. Автор идеи — Алекс Бувард — не решился на вычисления и определение положения такого тела, полагая, что задача очень сложна, если вообще разрешима. Тем не менее за эту же задачу взялись независимо два астронома — Джон Адамс (англичанин) и Урбен Жозеф Леверье (француз). Адамс приступил к расчетам раньше и занимался ими несколько лет, и в 1843 году представил их Джорджу Эйри — королевскому астроному Великобритании, который не отнесся к вычислениям серьезно. Очевидно английская консервативность не позволила главнейшему из астрономов страны допустить, что планеты можно открывать и за письменным столом. И работа Адамса была отвергнута. Сам же Джон Адамс, будучи человеком скромным, не стал настаивать и добиваться проверки своих вычислений. Параллельно с этим, но двумя годами позже, Леверье выполнил свои расчеты и почему-то тоже отправил их в Англию — в Кембриджскую Обсерваторию — с просьбой поискать в предполагаемом районе неба слабосветящийся звездообразный объект. Пару месяцев в Кембридже что-то там искали, но ничего не нашли, но по большей части от того, что просто отложили обработку наблюдений на неопределенный срок. И Леверье пришлось обратиться в Берлин, где по распоряжению директора обсерватории Иоганна Галле новая планета была обнаружена всего через один час поисков студентом Гейнрихом д’Арре.
Открытие Нептуна «на кончике пера» стало триумфом науки и очередным подтверждением справедливости Закона Всемирного Тяготения. Добавлю, что и в отношении Джона Адамса была восстановлена справедливость, и уже после открытия Нептуна его расчеты были опубликованы, а Урбен Жозеф Леверье вынужден был признать их более точными и разделил с Адамсом славу сооткрывателя.
Если бы это было все.
С той первой ночи, когда в виде слабой звездочки 8-й звездной величины был открыт Нептун (название планеты менялось неоднократно в самых широких пределах, вплоть до попыток дать ей название «Леверье» в честь понятно кого) астрономы принялись вычислять элементы его орбиты и вскоре — О Ужас! — обнаружилось, что даже Нептун в полной мере не объясняет отклонения в движении Урана и сам тоже непонятным образом отклоняется от расчетной траектории.
Были ли эти отклонения столь значительны на самом деле или просто астрономам захотелось открыть еще одну планету на кончике пера — это сейчас трудно комментировать, но эту идею подхватили сразу несколько обсерваторий и вслед за грандиозными расчетами начались не менее грандиозные поиски новой — транснептуновой планеты. Долгое время такие поиски не приносили открытий и вскоре были свернуты — они все больше походили на поиск иголки в стоге сена — попробуй найти слабую (гораздо более слабую чем Нептун) похожую на звезду планетку среди миллионов таких же по яркости звезд.
С заметным постоянством поиски продолжал только Персиваль Лоуэлл — бостонский богач, вложивший немало средств в строительство собственной обсерватории и в работу по обнаружению «Планеты Икс». Положение на небе этой предполагаемой планеты было предвычислено еще Уильямом Генри Пикерингом в 1909 году, но вплоть до самой смерти Персиваля Лоуэлла в 1916-м ничего похожего на далекую планету обнаружено не было, а тотчас, как спонсор проекта умер, его вдова решила продать обсерваторию и 10 лет длилась судебная тяжба в итоге которой скорбящая Констанция Лоуэлл так ничего и не получила.
Обсерватория возобновила свою работу лишь в 1929 году, и тут на удачу рядом оказался молодой лаборант — Клайд Томбо, который как и Лоуэлл бредил «Планетой Икс». Именно ему и поручил всю эту рутинную работу новый директор обсерватории Весто Слайфер. Клайду предстояло всякую ясную ночь фотографировать на фотопластинки области неба предложенные Пикерингом, повторять фотографирование тех же областей через 2 недели (дав предполагаемой планете немного сместиться среди звезд), после чего — заниматься тщательным сравнением изображений. Лаборант усугубил и без того кропотливую и трудную задачу — он расширил границы поисков, чтобы уж наверняка обнаружить «Планету Икс», и начал фотографические поиски с самых дальних от предполагаемого района областей.
Примерно через год, разобравшись с окраинами и добравшись до рекомендованного района неба, в непосредственной близости от расчетной точки Клайд Томбо обнаружил звездоподобный объект с похожими характеристиками — подходящей яркостью, ожидаемой скоростью смещения. Дальнейшие измерения показали, что объект движется по близкой к расчетной орбите и таким образом открытие 9-й планеты Солнечной системы подтвердилось.
Правда, никак не было понятно — это ли тело производило гравитационные возмущения в движении Урана и Нептуна? Это и невозможно было понять, пока не стала известна масса планеты уже получившей название Плутон (в честь римского бога подземного царства аналогичного греческому Аиду и очень символично-удачно сочетающееся с положением самой дальней из известных планет — на краю Солнечных владений). В 1978 году астрономам посчастливилось открыть спутник Плутона и благодаря этому узнать массу системы «Плутон + Харон (спутник)», а вместе с ней — страшную правду — масса Плутона вместе со спутником оказалась крайне мала по планетным масштабам, что он никак не мог возмущать своим гравитационным присутствием ни Уран, ни Нептун, да и на полноценную планету Плутон никак не тянул по своим параметрам — все новые исследования и измерения говорили о том, что перед нами типичная малая планета.
К этому времени астрономам удалось открыть несколько подобных Плутону объектов на задворках Солнечной системы и все они двигались по схожим с Плутоном орбитам, а Плутон был среди них лишь самым крупным (ведь все относительно, и крохотный Плутон тоже может быть больше некоторых астероидов) и известным объектом так называемого Пояса Койпера — еще одного пояса астероидов, но за пределами орбиты Нептуна.
В 2003 году сотрудники Паломарской Обсерватории открыли в Поясе Койпера объект более крупный, чем Плутон (на тот момент открытое тело считалось крупнее Плутона). Планетку назвали Эрида, и какое-то время она считалась 10-й планетой Солнечной системы. Но — не долго, потому, что накопившиеся противоречия в астрономической номенклатуре привели к пересмотру понятия «Планета», и в 2006 году на собрании Международного Астрономического Союза и Плутон и Эрида были торжественно изгнаны из класса планет. Для подобных объектов был утвержден новый класс — карликовая планета или Плутоид. К этому классу ныне относят Плутон, Эриду и Цереру — первый из открытых астероидов (если еще помните). А все, что еще мельче их — по прежнему относится к астероидам. Таким образом за последние годы количество больших планет в Солнечной системе не прибавилось, а даже убавилось и теперь их только 8!
Ну, а как же — спросите Вы — те самые гравитационные возмущения, что претерпевали Уран и Нептун со стороны неизвестного массивного тела? — Да никак! Безусловно, астрономы не раз предпринимали попытки найти то самое виновное в отклонениях массивное тело (а, скажу я Вам, очень многим из них Плутон давным-давно казался крайне несостоятельным по этой части). Но, ничего не нашли подходящего. В процессе подобных поисков и исследований были открыты множество астероидов, комет, переменных звезд, но что-то претендующее на гордое звание «Большая Планета Солнечной системы» так и не нашлось. Это при том, что все наше многозвездное небо было обфотографированно самыми светосильным камерами вдоль и поперек многократно и внимательно.
С другой стороны, за эти же последние годы были немного пересмотрены методики расчета положений планет с учетом гравитационных возмущений друг на друга. И оказалось, что вроде бы все в порядке, и нет уже более никаких неучтенных возмущений — и Уран, и Нептун двигаются теперь по своим расчетным орбитам без опозданий и опережений. А раз так, то вся эта история с Плутоном — чистой воды недоразумение, и мы долгих 75 лет величали космическую каменюгу планетой по ошибке в расчетах… Что ж… бывает…
Но планеты, это еще далеко не все, что населяет Солнечную систему.
Я уже упоминал об открытии Галилео Галилеем 4-х спутников планеты Юпитер (1608 год) при помощи своего первого в истории телескопа. Подобные открытия вскоре стали систематическими, и у Марса были открыты 2 спутника (кстати говоря, они — Фобос и Деймос — были в значительной степени предугаданы учеными — по принципу: «раз у Земли спутник один (Луна), а у Юпитера четыре, то у Марса просто обязаны найтись два спутника. И нашлись, но к настоящей науке это предугадывание отношения не имеет»), у Сатурна очень скоро спутников обнаружилось больше чем у Юпитера, а у вновь открытых Урана, Нептуна и Плутона спутники, хоть и не так скоро и много, но тоже в обязательном порядке отыскались. История со спутниками планет обрела второе дыхание в эпоху исследования планет-гигантов с помощью космических аппаратов и сейчас даже страшно подумать сколько десятков «сателлитов» у каждого из этих газо-жидких планет. Кроме того, у всех планет-гигантов были открыты кольца — тоже своего рода спутники, но крайне многочисленные, мелкие и равномерно распределенные в пределах некоторого пространства.
В процессе исследования движения и эволюции спутников планет оказалось, что некоторые из них были захвачены гигантами, а в прошлом это — типичные представители пояса астероидов. Нашлись также и примеры потери спутников и по всей видимости Плутон некогда был спутником Нептуна, но со временем «сбежал» и стал самостоятельным объектом Солнечной системы. Об этом свидетельствует орбитальный резонанс периодов обращения Нептуна и Плутона. Похожая ситуация предполагается в обоюдном прошлом Венеры и Меркурия — есть предположение, что Меркурий — это утерянный Венерой спутник.
Также астрономы предрекают в отдаленном будущем освобождение Луны от гравитационной связи с Землей — Луна ежегодно удаляется от нашей планеты на 4 сантиметра. И скорость удаления только увеличивается. Но «сбежит» от Земли Луна очень не скоро — при нас этого точно не случится.
Согласно ряду моделей, Луна не покинет сферу гравитационного влияния Земли вовсе, а её удаление прекратится с достижением вращательно-осевого резонанса, в результате которого не только Луна будет смотреть на Землю лишь одной своей стороной, но и Земля на Луну — тоже.
Долгое время и даже в телескопическую эпоху исследования небес был целый класс объектов, к которым астрономы не знали как подойти. Это — кометы. Безусловно, кометы были видны преимущественно ночью и среди звезд, но вот причислить их к космическим объектам удалось далеко не сразу — уж очень непредсказуемо вели себя кометы, вид имели ни на что не похожий, и во многом смахивали на явления атмосферные — ну, может это облака такие, ведь и атмосферу Земли мы изучили не сразу всю — кто их знает…
Внезапно разгораясь в ночи, распуская павлиний хвост, кометы ярко демонстрировали свою непланетную природу, как в отношении внешнего вида, так и — характера движения. В те далекие годы, когда астрономы искали им место в своей науке, было немыслимым признать, что какие-то небесные тела могут двигаться по таким — совсем не круговым траекториям. А поскольку появления комет были кратковременны, то изучить хоть одну из них ученые не успевали — только она появится, как ее уже нет.
Первым предположил, что кометы являются полноправными членами Солнечной системы, английский астроном и математик Эдмунд Галлей. Галлей проанализировал упоминания о появлениях всех известных в то время комет (в том числе и в древних сказаниях и преданиях разных народов) и обнаружил, что среди разнородных и неповторяющихся примеров есть одно устойчивое повторение с периодом в 75-76 лет. Ученый предположил, что это одна и та же комета, периодически возвращающаяся к Солнцу. Он осмелился предсказать ее очередное возвращение в 1758 году. Сам Эдмунд Галлей до подтверждения своего пророчества не дожил — он умер в 1742 году — за 16 лет до возвращения кометы названной впоследствии его именем. Его расчеты оказались верными, орбита кометы вычисленная Галлеем значительно отличалась от всех известных тогда орбит небесных тел — она оказалась очень и очень вытянутым эллипсом, в одном из фокусов которого находилось Солнце, а второй фокус находился далеко за орбитой Сатурна.
Впоследствии такая характерная черта кометных орбит подтверждалась в отношении большинства комет, но также нашлись исключения — некоторые кометы двигаются по почти круговым орбитам, а есть и те, чьи орбиты представляют незамкнутую кривую и путь их лежит в бесконечность — совершая крутой вираж около Солнца они уходят из Солнечной системы навсегда, никогда больше не возвращаются и может быть случайно развернут свой хвост только в планетной системе другой звезды…
Откуда берутся эти тела Солнечной системы? Происхождение комет — и по сей день вопрос нерешенный, и есть мнение, согласно которому, кометы прилетают в пределы Солнечной системы из межзвездных просторов (так же как некоторые улетают туда). Но все же более правдоподобной считается сейчас гипотеза о том, что на самых дальних окраинах Солнечной системы, далеко за пределами орбит Плутона и Эриды, есть так называемое Облако Оорта (развил гипотезу о существовании этого образования Солнечной системы голландский астрофизик Ян Оорт) — там во хладе абсолютного нуля по Кельвину медленно дрейфуют ледяные ядра потенциальных комет. Они бы дрейфовали там вечно, но, возможно близко проходящие звезды (ведь речь уже зашла о поистине межзвездных расстояниях — размеры Облака Оорта оцениваются в пару световых лет) своим (уже и Вам известным) гравитационным возмущением нарушают равновесие в движении этих ледяных глыб, и глыбы срываются с круговых дальних орбит, устремляясь в центральные части Солнечной системы, проще говоря — падают на Солнце. Но при падении они развивают скорости, упасть с которыми на Солнце нельзя — кометы промахиваются, совершают разворотный вираж по сверхвытянутому эллипсу и возвращаются обратно в свое облако с тем, чтобы затормозившись в нем на сотни или тысячи лет вновь начать свое падение к Солнцу…
Некоторые из таких ледяных кометных ядер при кратких визитах во внутреннюю часть Солнечной системы пролетают мимо Юпитера, Сатурна и других планет-гигантов, и те своим притяжением меняют кометную орбиту — она становится менее вытянутой, а период обращения по ней — короче. Так, по всей видимости, и завелись тут все короткопериодические кометы, что нам известны.
Приближаясь к Солнцу кометное ядро разогревается, вскипает и из него в виде хвоста устремляются прочь гонимые солнечным ветром (так называется в широком смысле солнечная радиация, солнечное излучение, в том числе и световое) мельчайшие и многочисленные частицы-пылинки, что когда-то вмерзли в это ядро. А при удалении от Солнца поток частиц прекращается — ядро остывает. И так каждый раз, при каждом возвращении к Солнцу. Надо ли говорить, что за некоторое количество таких возвращений комета «выдыхается», разрушается, теряет способность отращивать хвост. Именно по этой причине давно известные нам кометы (и Галлея в их числе) уже не представляют собой былого фейерверка. Зато иногда радуют новые гостьи внезапно свалившиеся на нас из Облака Оорта.
Орбиты старых, «потрепанных» комет наполняются кометной пылью и если случается нашей планете пройти вблизи такой запыленной кометной орбиты, то мы видим метеорный поток — периодически вспыхивающие, пролетающие среди звезд и гаснущие искорки — это в атмосферу Земли влетела частичка кометы. Размер такой частички обычно с бусинку или булавочную головку и она не долетает до поверхности — сгорает в верхних слоях атмосферы. Бывает, конечно, что от кометы отвалится что-нибудь покрупнее. Тогда, если это камешек с кулак, этот обломок может выпасть на поверхность Земли в виде метеорита. Тунгусский метеорит феномен тоже, по всей видимости, был просто крупным обломком одной из разрушающихся комет, но такие метеориты — редкость.
Чтобы закончить перечисление современного актуального населения Солнечной системы надо обязательно вспомнить и об объектах искусственного происхождения — космических аппаратах, счет коих уже пошел на десятки тысяч и это не предел. Человечество за полвека космической эры вывело на околоземные и межпланетные орбиты тонны и даже сотни тон отработавшего свое космического мусора, и не считаться с этим уже невозможно. Именно поэтому сейчас всеми космическими службами ведется учет и мониторинг всего того, что болтается в космосе — без этого вряд ли возможны безопасные новые старты — ведь, не ровен час, можно столкнуться с каким-нибудь спутником или станцией, которая отработала свое, сигналов не подает, но опасность для пилотируемых кораблей представляет. Некоторые из земных автоматических станций ушли из Солнечной системы в пассивное межзвездное плавание, и могут быть обнаружены жителями планетных систем других звезд. И хотя такое обнаружение маловероятно, эти аппараты в свое время были снабжены специальными картинами рассказывающими о Земле и ее жителях.
Правда, никто сейчас не возьмется однозначно и утвердительно ответить на такой вопрос: «А хорошо ли то, что о нас узнают жители других миров?» — кто может точно сказать, чем может нам обернуться новое космическое знакомство…
Пришло время подвести итог краткому поверхностному обзору нашей космической среды обитания — Солнечной системы.
Что мы о ней узнали?
В Солнечной системе на сегодняшний день известно 8 больших планет. Четыре из них относится к планетам Земной группы, еще Четыре — к Планетам-Гигантам. Вокруг некоторых планет есть спутники и кольца. Кроме больших планет в Солнечной системе есть малые планеты и карликовые планеты — последние находятся в среднем положении между большими и малыми планетами. Количество известных сегодня малых и карликовых планет исчисляются сотнями тысяч и большая часть их еще не открыта. К числу малых тел Солнечной системы вместе с малыми и карликовыми планетами причисляются кометы. Большинство из них вращаются по очень вытянутым эллиптическим орбитам, но есть и те, что движутся почти по кругу и так же по параболам и гиперболам — незамкнутым траекториям. Кометы разрушаются и становятся источником метеорного вещества, которым заполнено в той или иной степени все пространство Солнечной системы. Метеорное вещество также может образовываться при столкновениях малых планет, но пока наука ни одного такого столкновения не наблюдала, а вот выпадения комет и малых планет на поверхность больших планет случаются, не так давно астрономы наблюдали падение кометы на Юпитер. Земля в этом смысле ничем Юпитера не хуже, тем более, что комет в Облаке Оорта на всех хватит. Последние 50 лет просторы Солнечной системы бороздят рукотворные космические тела — их становится все больше. Это и хорошо (с точки зрения познания Вселенной, ведь многие космические аппараты имеют исследовательское назначение), и плохо (с точки зрения засорения космического пространства) одновременно.
И последние мои слова в этой статье будут посвящены тому, чего в Солнечной системе нет или пока не обнаружено.
Нет или не обнаружено пока никаких планет типа Вулкан, Прозерпина (столь активно эксплуатируемых астрологами в своих прогнозах будущего), а так же мифической планеты Нибиру, известной лишь по летописям индейцев Майя (вольно истолкованным журналистами и уфологами-любителями) — это при том, что наука потратила не одно столетие на поиски хоть чего-то на это похожего. Но — нет — не нашла.
Нет в Солнечной системе других звезд, созвездий, галактик, квазаров и черных дыр — все это объекты столь дальнего космоса, что в Солнечной системе им не найдется места. Или не нашлось бы в ней места нам, но раз мы живы и не засосало нас в черную дыру, то и о Нибиру лишний раз нам беспокоиться не стоит.
Музыкальное приложение к статье
Я долго думал, какую музыку здесь уместно прикрепить? У меня не было альбома прямо о всех планетах Солнечной системы. Правда, в свое время я написал музыкальный альбом, посвященный Меркурию, а еще — Солнцу. Оба они относятся в моему музыкальному проекту «Парад планет». И был однажды даже такой одноименный концерт… Вот его я и решил сюда добавить.
Это концертная запись, со свойственным концертам — далеко не идеальным — звуком. Но, возможно, это самый интересный из моих концертов. Он состоялся довольно давно — в декабре 2003 года, а еще два года спустя вышел двойной CD — на эту статью точно хватит.
Приятного Вам прочтения и прослушивания, Друзья!