Χώρος

Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για το ηλιακό μας σύστημα

Μαζί με τις διακοπές που μας έφερε η σειράάρθρα σχετικά με το πώς SpaceX πρόκειται να αποικίσουν τον Άρη, ξεχάσαμε εντελώς να μιλήσουμε για τον τόπο όπου όλα αυτά θα συμβούν: το ηλιακό σύστημα. Στην πραγματικότητα, πολύ λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν πλήρως πώς λειτουργεί το πλανητικό μας σύστημα. Και δεδομένου ότι πρόκειται να βρεθούμε σε μια εποχή που το διαστημικό σκάφος θα πετάξει μέσα από το διάστημα (όχι αστεία), ήρθε η ώρα να συμμετάσχει σε διαστημικό εκπαιδευτικό πρόγραμμα.

Το Σύμπαν είναι ένα πολύ μεγάλο μέρος στο οποίο εμείςσε μια μικρή γωνιά. Ονομάζεται ηλιακό σύστημα και δεν είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα του Σύμπαντος που είναι γνωστό σε μας, αλλά και ένα πολύ μικρό μέρος του γαλαξιακού μας περιβάλλοντος - του Γαλαξία Γαλαξία. Εν ολίγοις, είμαστε ένα σημείο στην απεριόριστη κοσμική θάλασσα.

Ωστόσο, το ηλιακό σύστημα παραμένειένα σχετικά μεγάλο μέρος στο οποίο (μέχρι στιγμής) υπάρχουν κρυφά πολλά μυστικά. Μόλις πρόσφατα ξεκινήσαμε να μελετάμε στενά την κρυφή φύση του μικρού μας κόσμου. Όσον αφορά τη μελέτη του ηλιακού συστήματος, γρατσουνίσαμε ελάχιστα την επιφάνεια αυτού του κουτιού.

Το περιεχόμενο

  • 1 Κατανόηση του ηλιακού συστήματος
  • 2 Η δομή και η σύνθεση του ηλιακού συστήματος
  • 3 Ήλιος και πλανήτες
  • 4 Ο σχηματισμός και η εξέλιξη του ηλιακού συστήματος
  • 5 Εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα
  • 6 Εξωτερικό ηλιακό σύστημα
  • 7 Η περιοχή του ηλιακού συστήματος Trans-Neptune
  • 8 Oort Cloud και άλλες περιφέρειες
  • 9 Έρευνα του Ηλιακού Συστήματος

Κατανόηση του ηλιακού συστήματος

Με λίγες εξαιρέσεις, πριν από την εποχή των σύγχρονωνΣτην αστρονομία, μόνο λίγοι άνθρωποι ή πολιτισμοί κατανόησαν τι είναι το ηλιακό σύστημα. Η συντριπτική πλειοψηφία των αστρονομικών συστημάτων θεώρησε ότι η Γη είναι ένα ακίνητο αντικείμενο γύρω από το οποίο περιστρέφονται όλα τα γνωστά ουράνια αντικείμενα. Επιπλέον, ήταν σημαντικά διαφορετικό από άλλα αστρικά αντικείμενα που θεωρούνταν αιθέρια ή θεϊκή.

Αν και στις μέρες της αρχαίας και μεσαιωνικήςΚατά τη διάρκεια της περιόδου υπήρχαν κάποιες αστρονόμοι από την Ελλάδα, την Αραβία και την Ασία, οι οποίοι πίστευαν ότι το Σύμπαν ήταν ηλιοκεντρικό (δηλαδή ότι η Γη και άλλοι οργανισμοί περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο) μόνο όταν ο Νικόλα Κοπέρνικος ανέπτυξε ένα μαθηματικό προγνωστικό μοντέλο του ηλιοκεντρικού συστήματος τον 16ο αιώνα.

Το Galileo (1564 - 1642) συχνά έδειχνε τους ανθρώπους να χρησιμοποιούν ένα τηλεσκόπιο και να παρατηρούν τον ουρανό στην πλατεία του Αγίου Μάρκου στη Βενετία. Παρακαλώ σημειώστε ότι εκείνη την εποχή δεν υπήρχε προσαρμοστικό οπτικό σύστημα.

Κατά τον 17ο αιώνα, μελετητές όπως το Galileo Galilei,Ο Johannes Kepler και ο Isaac Newton ανέπτυξαν μια κατανόηση της φυσικής, η οποία σταδιακά οδήγησε στην αποδοχή ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Η ανάπτυξη θεωριών όπως η βαρύτητα έχει επίσης οδηγήσει στη συνειδητοποίηση ότι άλλοι πλανήτες υπακούουν στους ίδιους φυσικούς νόμους όπως η Γη.

Η ευρεία χρήση των τηλεσκοπίων οδήγησε επίσηςσε μια επανάσταση στην αστρονομία. Αφού ο Γαλιλαίος ανακάλυψε τα φεγγάρια του Δία το 1610, ο Christian Huygens ανακάλυψε ότι ο Κρόνος είχε επίσης φεγγάρια το 1655. Οι νέοι πλανήτες (Ουρανός και Ποσειδώνας), οι κομήτες (ο κομήτης του Halley) και η ζώνη αστεροειδών ανακαλύφθηκαν επίσης.

Μέχρι τον 19ο αιώνα, τρεις παρατηρήσεις έγιναν από τρειςοι μεμονωμένοι αστρονόμοι καθόρισαν την πραγματική φύση του ηλιακού συστήματος και τη θέση του στο σύμπαν. Το πρώτο έγινε το 1839 από τον Γερμανό αστρονόμο Friedrich Bessel, ο οποίος μετρούσε με επιτυχία την προφανή μετατόπιση της θέσης ενός αστέρα, που δημιουργήθηκε από την κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο (αστρική παράλλαξη). Αυτό όχι μόνο επιβεβαίωσε το ηλιοκεντρικό μοντέλο, αλλά και έδειξε μια γιγαντιαία απόσταση μεταξύ του Ήλιου και των αστεριών.

Το 1859, ο Robert Bunsen και ο Gustav Kirchhoff(Γερμανός χημικός και φυσικός) χρησιμοποίησε το πρόσφατα εφευρεθέν φασματοσκόπιο για να προσδιορίσει τη φασματική υπογραφή του Ήλιου. Διαπίστωσαν ότι ο Ήλιος αποτελείται από τα ίδια στοιχεία που υπάρχουν στη Γη, αποδεικνύοντας έτσι ότι το γήινο στέγαστρο και το ουράνιο περίβλημα κατασκευάζονται από το ίδιο θέμα.

Τότε ο πατέρας Angelo Secchi είναι Ιταλός αστρονόμος καιΔιευθυντή του Πανεπιστημιακού Γρηγοριανού Πανεπιστημίου - συνέκρινε τη φασματική υπογραφή του Ήλιου με τις υπογραφές άλλων αστεριών και διαπίστωσε ότι είναι σχεδόν πανομοιότυπα. Αυτό έδειξε πειστικά ότι ο Ήλιος μας αποτελείται από τα ίδια υλικά με οποιοδήποτε άλλο αστέρι στο Σύμπαν.

Περαιτέρω εμφανείς αποκλίσεις στις τροχιέςοι εξωτερικοί πλανήτες οδήγησαν τον αμερικανικό αστρονόμο Percival Lowell να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι πέρα ​​από τα σύνορα του Ποσειδώνα πρέπει να βρίσκεται ο «πλανήτης Χ». Μετά το θάνατό του, το Lowell Observatory πραγματοποίησε την απαραίτητη έρευνα, η οποία τελικά οδήγησε τον Clyde Tombo στην ανακάλυψη του Πλούτωνα το 1930.

Το 1992, οι αστρονόμοι David K. Ο Jevitt από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης και η Jane Luu από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης ανακάλυψαν ένα αντικείμενο Trans-Neptune (TNO), γνωστό ως 157 QB1 1992. Εισήλθε σε έναν νέο πληθυσμό γνωστό ως ζώνη Kuiper, για τον οποίο οι αστρονόμοι έχουν μιλήσει για καιρό και που πρέπει να βρίσκεται στην άκρη του ηλιακού συστήματος.

Περαιτέρω μελέτη της ζώνης Kuiper στη στροφήαιώνες οδήγησε σε πρόσθετες ανακαλύψεις. Η ανακάλυψη του Eris και άλλων «πλουτωνιδίων» από τον Mike Brown, τον Chad Trujillo, τον David Rabinovich και άλλους αστρονόμους οδήγησε σε έντονη συζήτηση μεταξύ της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης και ορισμένων αστρονόμων σχετικά με τον ορισμό πλανητών, μεγάλων και μικρών.

Η δομή και η σύνθεση του ηλιακού συστήματος

Στον πυρήνα του ηλιακού συστήματος βρίσκεται ο ήλιος(αστέρι της κύριας ακολουθίας του τύπου G2), που περιβάλλεται από τέσσερις πλανήτες της γήινης ομάδας (εσωτερικοί πλανήτες), τον κύριο ιμάντα αστεροειδών, τέσσερις γίγαντες αερίων (εξωτερικοί πλανήτες), ένα τεράστιο πεδίο μικρών σωμάτων, που εκτείνεται από 30 α. ε. μέχρι 50 α. από τον Ήλιο (ζώνη Kuiper) και ένα σφαιρικό σύννεφο παγωμένων πλανητών, το οποίο πιστεύεται ότι επεκτείνεται σε απόσταση 100.000 α. από τον Ήλιο (σύννεφο Oort).

Ο ήλιος περιέχει το 99,86% της γνωστής μάζας του συστήματος καιη βαρύτητά του επηρεάζει ολόκληρο το σύστημα. Τα περισσότερα από τα μεγάλα αντικείμενα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο βρίσκονται κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης (εκλειπτική) και τα περισσότερα σώματα και πλανήτες περιστρέφονται γύρω από αυτήν προς την ίδια κατεύθυνση (αντίθετα από τη φορά των δεικτών του ρολογιού, όταν βλέπουμε από τον βόρειο πόλο της Γης). Οι πλανήτες είναι πολύ κοντά στην εκλειπτική, ενώ οι κομήτες και τα αντικείμενα της ζώνης Kuiper είναι συχνά σε μεγάλη γωνία.

Στα τέσσερα μεγαλύτερα περιστρεφόμενα σώματα (αέριογίγαντες) αντιπροσωπεύει το 99% της υπόλοιπης μάζας, με τον Δία και τον Κρόνο να αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 90%. Τα υπόλοιπα αντικείμενα του ηλιακού συστήματος (συμπεριλαμβανομένων τεσσάρων χερσαίων πλανητών, πλανήτες νάνων, φεγγάρια, αστεροειδείς και κομήτες) μαζί αποτελούν λιγότερο από το 0,002% της συνολικής μάζας του ηλιακού συστήματος.

Ήλιος και πλανήτες

Μερικές φορές οι αστρονόμοι μοιράζονται ανεπίσημα αυτή τη δομή.σε μεμονωμένες περιοχές. Το πρώτο, το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, περιλαμβάνει τέσσερις επίγειους πλανήτες και μια ζώνη αστεροειδών. Πίσω από αυτό βρίσκεται το εξωτερικό ηλιακό σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει τέσσερις γίγαντες αερίου. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν και ακραίες περιοχές του Ηλιακού Συστήματος, οι οποίες θεωρούνται ξεχωριστή περιοχή που περιέχει αντικείμενα του trans-Neptune, δηλαδή αντικείμενα πέρα ​​από τον Ποσειδώνα.

Οι περισσότεροι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα έχουντα δικά τους δευτερεύοντα συστήματα, γύρω τους περιστρέφοντας πλανητικά αντικείμενα - φυσικούς δορυφόρους (φεγγάρια). Οι τέσσερις γιγάντιοι πλανήτες έχουν επίσης πλανητικούς δακτυλίους - λεπτές λωρίδες από τα μικρότερα σωματίδια που περιστρέφονται από κοινού. Οι περισσότεροι από τους μεγαλύτερους φυσικούς δορυφόρους βρίσκονται σε σύγχρονη περιστροφή, αλλάζουν συνεχώς από τη μια πλευρά στον πλανήτη τους.

Ο ήλιος που περιέχει σχεδόν όλο το θέμαΤο ηλιακό σύστημα είναι 98% υδρογόνο και ήλιο. Οι χερσαίοι πλανήτες του εσωτερικού ηλιακού συστήματος αποτελούνται κυρίως από πυριτικά πετρώματα, σίδηρο και νικέλιο. Πέρα από τη ζώνη αστεροειδών, οι πλανήτες αποτελούνται κυρίως από αέρια (υδρογόνο, ήλιο) και πάγο - μεθάνιο, νερό, αμμωνία, υδρόθειο και διοξείδιο του άνθρακα.

Τα αντικείμενα μακριά από τον Ήλιο αποτελούνται κυρίως απόυλικά με χαμηλότερα σημεία τήξης. Οι ουσίες πάγου αποτελούν την πλειοψηφία των δορυφόρων των γιγάντιων πλανητών, καθώς και ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας (επομένως, μερικές φορές τους αποκαλούμε "παγοκύστες") και πολλά αντικείμενα που βρίσκονται πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα.

Τα αέρια και ο πάγος θεωρούνται πτητικές ουσίες. Το όριο του ηλιακού συστήματος, πέρα ​​από το οποίο συμπυκνώνονται αυτά τα πτητικά, είναι γνωστό ως "γραμμή χιονιού", στο 5 α. από τον ήλιο. Τα αντικείμενα και τα πλατάνια στη ζώνη Kuiper και τα σύννεφα Oort αποτελούνται για το μεγαλύτερο μέρος αυτών των υλικών και πέτρας.

Ο σχηματισμός και η εξέλιξη του ηλιακού συστήματος

Το ηλιακό σύστημα σχημάτισε 4.568 δισεκατομμύριαπριν από χρόνια κατά τη διάρκεια της βαρυτικής κατάρρευσης μιας περιοχής σε ένα γιγάντιο μοριακό νέφος υδρογόνου, ήλιο και μικρές ποσότητες βαρύτερων στοιχείων που συντέθηκαν από προηγούμενες γενιές αστέγων. Όταν η περιοχή αυτή, που υποτίθεται ότι έγινε το ηλιακό σύστημα, κατέρρευσε, η διατήρηση της γωνιακής ορμής την έκανε να περιστρέφεται ταχύτερα.

Το κέντρο, όπου συγκεντρώθηκε το μεγαλύτερο μέρος της μάζας, άρχισεζεστή και θερμότερη από τον περιβάλλοντα δίσκο. Καθώς το συρρικνούμενο νεφέλωμα περιστρέφεται γρηγορότερα, άρχισε να ευθυγραμμίζεται σε ένα πρωτοποριακό δίσκο με ένα ζεστό, πυκνό protostar στο κέντρο. Οι πλανήτες σχηματίστηκαν από τη συσσώρευση αυτού του δίσκου, όπου η σκόνη και το αέριο τραβιόντουσαν μαζί και συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν μεγαλύτερα σώματα.

Λόγω του υψηλότερου σημείου βρασμού, μόνοτα μέταλλα και τα πυριτικά μπορούν να υπάρχουν σε στερεή μορφή κοντά στον Ήλιο και τελικά να σχηματίσουν τους επίγειους πλανήτες - τον Υδράργυρο, τη Αφροδίτη, τη Γη και τον Άρη. Δεδομένου ότι τα μεταλλικά στοιχεία ήταν μόνο ένα μικρό μέρος του ηλιακού νεφελώματος, οι επίγειοι πλανήτες δεν μπορούσαν να γίνουν πολύ μεγάλοι.

Αντίθετα, γιγαντιαίοι πλανήτες (Δίας,Ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας) σχηματίστηκαν πέρα ​​από το σημείο ανάμεσα στις τροχιές του Άρη και του Δία, όπου τα υλικά ήταν αρκετά κρύα, ώστε τα πτητικά συστατικά της Αρκτικής να παραμένουν στερεά (στη γραμμή χιονιού).

Ο πάγος που δημιούργησε αυτούς τους πλανήτες ήτανπιο πολυάριθμα από τα μέταλλα και τα πυριτικά που σχημάτισαν τους εσωτερικούς πλανήτες της γήινης ομάδας, που τους επέτρεψαν να αναπτυχθούν αρκετά μαζικά για να συλλάβουν μεγάλες ατμόσφαιρες από το υδρογόνο και το ήλιο. Τα υπόλοιπα σκουπίδια που δεν θα γίνουν ποτέ πλανήτες έχουν συγκεντρωθεί σε περιοχές όπως η ζώνη των αστεροειδών, η ζώνη Kuiper και το σύννεφο Oort.

Πάνω από 50 εκατομμύρια χρόνια, η πίεση και η πυκνότητα του υδρογόνουστο κέντρο του πρωτόστατου, πήραν αρκετά υψηλή για να ξεκινήσουν σύντηξη. Η θερμοκρασία, ο ρυθμός αντίδρασης, η πίεση και η πυκνότητα αυξήθηκαν μέχρι την επίτευξη της υδροστατικής ισορροπίας.

Αυτή τη στιγμή, ο ήλιος έγινε το κύριο αστέριακολουθία. Ο ηλιακός άνεμος από τον Ήλιο δημιούργησε την ηλιόσφαιρα και σάρωσε το υπόλοιπο αέριο και σκόνη του πρωτοποριακού δίσκου σε διαστρικό διάστημα, καταλήγοντας στη διαδικασία του σχηματισμού του πλανήτη.

Το ηλιακό σύστημα θα παραμείνει πρακτικάόπως γνωρίζουμε, μέχρις ότου το υδρογόνο στον πυρήνα του ήλιου μετατραπεί πλήρως στο ήλιο. Αυτό θα συμβεί σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια και θα σηματοδοτήσει το τέλος της κύριας ακολουθίας του ήλιου. Αυτή τη στιγμή ο πυρήνας του Ήλιου καταρρέει και η παραγωγή ενέργειας θα είναι πολύ μεγαλύτερη από τώρα.

Τα εξωτερικά στρώματα του ήλιου θα επεκταθούν στα 260 περίπουφορές μεγαλύτερο από την τρέχουσα διάμετρο και ο Ήλιος θα γίνει ένας κόκκινος γίγαντας. Η επέκταση του Ήλιου αναμένεται να εξατμίσει τον Υδράργυρο και τη Αφροδίτη και να καταστήσει τη Γη ακατάλληλη για ζωή, αφού η κατοικήσιμη ζώνη θα ξεπεράσει την τροχιά του Άρη. Στο τέλος, ο πυρήνας θα γίνει αρκετά ζεστός για να ξεκινήσει η σύνθεση του ηλίου, ο ήλιος θα κάψει το ήλιο λίγο περισσότερο, αλλά τότε ο πυρήνας θα αρχίσει να συρρικνώνεται.

Αυτή τη στιγμή, τα εξωτερικά στρώματα του Ήλιου θα πάνεχώρο, αφήνοντας πίσω ένα λευκό νάνο - ένα εξαιρετικά πυκνό αντικείμενο που θα έχει το ήμισυ της αρχικής μάζας του Ήλιου, αλλά θα είναι το μέγεθος της Γης. Τα εκτοξευμένα εξωτερικά στρώματα θα σχηματίσουν ένα πλανητικό νεφέλωμα, επιστρέφοντας μέρος του υλικού που σχημάτιζε τον Ήλιο σε διαστρικό χώρο.

Εσωτερικό ηλιακό σύστημα

Στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα βρίσκουμε"Εσωτερικοί πλανήτες" - Ο υδράργυρος, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης - οι οποίοι ονομάζονται έτσι επειδή περιστρέφονται πιο κοντά στον Ήλιο. Εκτός από την εγγύτητά τους, αυτοί οι πλανήτες έχουν πολλές βασικές διαφορές από άλλους πλανήτες στο ηλιακό σύστημα.

Για να ξεκινήσετε: οι εσωτερικοί πλανήτες είναι στερεοί και γήινοι, αποτελούμενοι κυρίως από πυριτικά άλατα και μέταλλα, ενώ οι εξωτερικοί πλανήτες είναι γίγαντες αερίου. Οι εσωτερικοί πλανήτες είναι πιο κοντά μεταξύ τους από τους εξωτερικούς ομολόγους τους. Η ακτίνα ολόκληρης αυτής της περιοχής είναι μικρότερη από την απόσταση μεταξύ των τροχιών του Δία και του Κρόνου.

Κατά κανόνα, οι εσωτερικοί πλανήτες είναι μικρότεροι και πυκνότεροι από τους ομολόγους τους και έχουν μικρό αριθμό φεγγιών. Οι εξωτερικοί πλανήτες έχουν δεκάδες δορυφόρους και δαχτυλίδια πάγου και πέτρας.

Οι εσωτερικοί πλανήτες της γήινης ομάδας αποτελούνται απότα περισσότερα από τα πυρίμαχα ορυκτά είναι σαν τα πυριτικά, τα οποία σχηματίζουν την κρούστα και το μανδύα τους, και τα μέταλλα - σίδηρο και νικέλιο - τα οποία βρίσκονται στον πυρήνα. Τρεις από τους τέσσερις εσωτερικούς πλανήτες (Αφροδίτη, Γη και Άρη) έχουν σημαντικές ατμόσφαιρες για να διαμορφώσουν τον καιρό. Όλα είναι διακεκομμένα με κρατήρες επιπτώσεων και διαθέτουν τεκτονική επιφάνειας, κοιλάδες ρήξης και ηφαίστεια.

Από τους εσωτερικούς πλανήτες, ο Ερμής είναι ο πλησιέστεροςστον ήλιο μας και στον μικρότερο από τους πλανήτες της γήινης ομάδας. Το μαγνητικό του πεδίο είναι μόνο το 1% της γης, και μια πολύ λεπτή ατμόσφαιρα υπαγορεύει μια θερμοκρασία 430 βαθμών Κελσίου κατά τη διάρκεια της ημέρας και -187 τη νύχτα, επειδή η ατμόσφαιρα δεν μπορεί να διατηρήσει τη θερμότητα. Δεν έχει δορυφόρους και αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Ο υδράργυρος είναι ένας από τους πιο πυκνούς πλανήτες στο ηλιακό σύστημα.

Η Αφροδίτη, η οποία είναι περίπου το μέγεθος της Γης,Έχει μια πυκνή τοξική ατμόσφαιρα που διατηρεί τη θερμότητα και κάνει τον πλανήτη πιο ζεστό στο ηλιακό σύστημα. Η ατμόσφαιρά του είναι 96% διοξείδιο του άνθρακα, καθώς και άζωτο και αρκετά άλλα αέρια. Τα πυκνά σύννεφα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης αποτελούνται από θειικό οξύ και άλλες επιθετικές ενώσεις, με μικρή προσθήκη νερού. Το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας της Αφροδίτης χαρακτηρίζεται από ηφαίστεια και βαθιά φαράγγια - τα μεγαλύτερα πάνω από 6400 χιλιόμετρα.

Η Γη είναι ο τρίτος εσωτερικός πλανήτης καικαλύτερα από όλα μελετηθεί. Από τους τέσσερις πλανήτες της γήινης ομάδας, η μεγαλύτερη και μοναδική Γη έχει το υγρό νερό απαραίτητο για τη ζωή. Η ατμόσφαιρα της Γης προστατεύει τον πλανήτη από την επικίνδυνη ακτινοβολία και βοηθά στη διατήρηση πολύτιμου ηλιακού φωτός και θερμότητας κάτω από το κέλυφος, κάτι που είναι επίσης απαραίτητο για την ύπαρξη της ζωής.

Όπως άλλοι πλανήτες της γήινης ομάδας, η Γη έχειβραχώδης επιφάνεια με βουνά και φαράγγια και πυρήνα βαρέων μετάλλων. Η ατμόσφαιρα της Γης περιέχει υδρατμούς, που συμβάλλουν στη συγκράτηση των ημερήσιων θερμοκρασιών. Όπως και ο υδράργυρος, η Γη έχει ένα εσωτερικό μαγνητικό πεδίο. Και το φεγγάρι μας, ο μόνος δορυφόρος, αποτελείται από ένα μίγμα διαφόρων βράχων και ορυκτών.

Ο Άρης είναι ο τέταρτος και τελευταίος εσωτερικός πλανήτης,Επίσης γνωστός ως Κόκκινος Πλανήτης, χάρη σε υλικά οξειδωμένου σιδήρου που βρίσκονται στην επιφάνεια του πλανήτη. Ο Άρης έχει επίσης ένα σύνολο ενδιαφέρουσες ιδιότητες επιφάνειας. Στον πλανήτη υπάρχει το μεγαλύτερο βουνό στο ηλιακό σύστημα (Olympus) 21.229 μέτρα πάνω από την επιφάνεια και ένα γιγαντιαίο φαράγγι Valles Marineris μήκους 4000 χιλιομέτρων και βάθους έως και 7 χιλιομέτρων.

Το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του Άρη είναι πολύ παλιό καιγεμάτο κρατήρες, αλλά υπάρχουν και γεωλογικές νέες ζώνες. Στους αρειανούς πόλους υπάρχουν πολικά καπάκια, τα οποία μειώνονται σε μέγεθος κατά τη διάρκεια της Άνοιξης και του καλοκαιριού. Ο Άρης είναι λιγότερο πυκνός από τη Γη και έχει ένα αδύναμο μαγνητικό πεδίο, το οποίο μιλάει περισσότερο από ένα στερεό πυρήνα από ένα υγρό.

Η λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη οδήγησε μερικούς αστρονόμους στην ιδέα ότι υπήρχε υγρό νερό στην επιφάνεια του πλανήτη, εξατμίστηκε μόνο στο διάστημα. Ο πλανήτης έχει δύο μικρά φεγγάρια - Φόβο και Ντέιμο.

Εξωτερικό ηλιακό σύστημα

Εξωτερικοί πλανήτες (μερικές φορές αποκαλούνται Trojanπλανήτες, γιγαντιαίοι πλανήτες ή γίγαντες αερίου) - αυτοί είναι τεράστιοι πλανήτες που καλύπτονται από φυσικό αέριο, έχουν δακτυλίους και πολλούς δορυφόρους. Παρά το μέγεθός της, μόνο δύο από αυτά είναι ορατά χωρίς τηλεσκόπια: τον Δία και τον Κρόνο. Ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας ήταν οι πρώτοι πλανήτες που ανακαλύφθηκαν από την αρχαιότητα, οι οποίοι έδειξαν στους αστρονόμους ότι το ηλιακό σύστημα είναι πολύ μεγαλύτερο από ό, τι σκέφτηκαν.

Ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης στον ηλιακό μας χώροένα σύστημα που περιστρέφεται πολύ γρήγορα (10 ώρες της Γης) σε σχέση με την τροχιά του γύρω από τον Ήλιο (το πέρασμα του οποίου διαρκεί 12 έτη Γης). Η πυκνή ατμόσφαιρά του αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο, πιθανώς γύρω από τον πυρήνα της Γης. Ο πλανήτης έχει δεκάδες φεγγάρια, αρκετούς αμυδρούς δακτυλίους και ένα Μεγάλο Κόκκινο Σημείο - μια έντονη καταιγίδα που κρατάει για 400 χρόνια.

Ο Κρόνος είναι γνωστός για το εξαιρετικό δαχτυλίδι του -επτά γνωστούς δακτυλίους με σαφώς καθορισμένες διαιρέσεις και διαστήματα μεταξύ τους. Πώς σχηματίζονται οι δακτύλιοι δεν είναι ακόμη εντελώς ξεκάθαροι. Επίσης, ο πλανήτης έχει δεκάδες δορυφόρους. Η ατμόσφαιρά του αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο και περιστρέφεται αρκετά γρήγορα (10,7 ώρες της Γης) σε σχέση με την περιστροφή του γύρω από τον ήλιο (29 χρόνια της Γης).

Ο Ουρανός ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον William Herschel μέσα1781 έτος. Η μέρα του πλανήτη τρέχει για περίπου 17 ώρες της Γης, και μια τροχιά γύρω από τον Ήλιο παίρνει 84 χρόνια γης. Το ουράνιο περιέχει νερό, μεθάνιο, αμμωνία, υδρογόνο και ήλιο γύρω από έναν στερεό πυρήνα. Ο πλανήτης διαθέτει επίσης δεκάδες δορυφόρους και ένα αδύναμο σύστημα δακτυλίων. Η μόνη συσκευή που επισκέφθηκε τον πλανήτη ήταν ο Voyager 2 το 1986.

Ο Ποσειδώνας είναι ένας μακρινός πλανήτης που περιέχει νερό,αμμωνία, μεθάνιο, υδρογόνο και ήλιο και πιθανό πυρήνα το μέγεθος της Γης - έχει πάνω από δώδεκα δορυφόρους και έξι δακτυλίους. Το διαστημόπλοιο Voyager 2 επισκέφθηκε επίσης τον πλανήτη αυτό και το σύστημά του το 1989 ενώ διέρχεται από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα.

Η περιοχή του ηλιακού συστήματος Trans-Neptune

Περισσότεροι από χίλιες ανακαλύφθηκαν στη ζώνη Kuiperαντικείμενα. Υποδεικνύουν επίσης ότι υπάρχουν περίπου 100.000 αντικείμενα με διάμετρο μεγαλύτερη των 100 χιλιομέτρων. Δεδομένου του μικρού τους μεγέθους και της εξαιρετικής απόστασης από τη Γη, η χημική σύνθεση των αντικειμένων του ιμάντα Kuiper είναι μάλλον δύσκολο να προσδιοριστεί.

Αλλά φασματογραφικές μελέτες της περιοχήςέδειξε ότι τα μέλη της συνίστανται κατά το πλείστον από πάγο: ένα μίγμα ελαφρών υδρογονανθράκων (όπως το μεθάνιο), η αμμωνία και οι πάγοι - κομήτες έχουν την ίδια σύνθεση. Η αρχική έρευνα επιβεβαίωσε επίσης ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων για αντικείμενα της ζώνης Kuiper, από ουδέτερο γκρι έως κορεσμένο κόκκινο.

Αυτό υποδηλώνει ότι οι επιφάνειές τους αποτελούνται απόένα ευρύ φάσμα ενώσεων, από τον βρώμικο πάγο έως τους υδρογονάνθρακες. Το 1996, ο Robert Brown πήρε φασματοσκοπικά δεδομένα σχετικά με το KBO 1993 SC, το οποίο έδειξε ότι η σύνθεση επιφάνειας του αντικειμένου είναι εξαιρετικά παρόμοια με τα πλουτώνια (και τον δορυφόρο Neptune-Triton) στο ότι έχει μεγάλη ποσότητα πάγου μεθανίου.

Ο πάγος νερού έχει ανακαλυφθεί σε διάφορες τοποθεσίες.Kuiper ζώνες, συμπεριλαμβανομένων 1996 TO66, 38628 Huya και 2000 Varuna. Το 2004, ο Mike Brown και άλλοι Καθορίστηκαν η ύπαρξη κρυσταλλικού ύδατος και ένυδρης αμμωνίας σε μία από τις μεγαλύτερες γνωστές θέσεις του Kuiper, 50.000 Quaoar (Quavar). Και οι δύο αυτές ουσίες καταστράφηκαν κατά τη διάρκεια της ζωής του ηλιακού συστήματος, πράγμα που σημαίνει ότι η επιφάνεια του Quavar έχει αλλάξει πρόσφατα λόγω τεκτονικής δραστηριότητας ή πτώσης μετεωριτών.

Η εταιρεία του Πλούτωνα στη ζώνη Kuiper είναι άξιααναφέρει. Kvavar, Makemake, Haumea, Eris και Orc - όλα αυτά είναι μεγάλα παγωμένα σώματα της ζώνης Kuiper, μερικά από αυτά έχουν ακόμη και δορυφόρους. Είναι εξαιρετικά απομακρυσμένες, αλλά εξακολουθούν να είναι προσβάσιμες.

Oort Cloud και άλλες περιφέρειες

Το σύννεφο Oort πιστεύεται ότι εκτείνεται από2000-5000 α. ε. μέχρι 50.000 α. ε. από τον Ήλιο, αν και κάποιοι εκτείνονται σε 200.000 α. ε. Αυτό το σύννεφο πιστεύεται ότι αποτελείται από δύο περιοχές - το σφαιρικό εξωτερικό σύννεφο Oort (εντός 20.000 - 50.000 AU) και το δίσκο σχηματισμένο εσωτερικό σύννεφο Oort (2000 - 20.000 AU).

Το εξωτερικό σύννεφο του Oort θα μπορούσε να έχει τρισεκατομμύριααντικείμενα άνω του 1 χλμ. και δισεκατομμύρια - με διάμετρο μεγαλύτερη από 20 χλμ. Η συνολική μάζα του είναι άγνωστη, αλλά με την προϋπόθεση ότι ο κομήτης της Halley είναι τυπική αναπαράσταση των εξωτερικών αντικειμένων του σύννεφου Oort, μπορεί να περιγραφεί περίπου σε 3 × 10 ^ 25kg ή σε πέντε Earths.

Με βάση την ανάλυση των τελευταίων κομητών, το τεράστιοτα περισσότερα αντικείμενα του σύννεφου Oort αποτελούνται από πτητικές αρκτικές ουσίες - νερό, μεθάνιο, αιθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα, κυανιούχο υδρογόνο και αμμωνία. Η εμφάνιση των αστεροειδών πιστεύεται ότι εξηγείται από το σύννεφο Oort - στον πληθυσμό των αντικειμένων μπορεί να υπάρχει 1-2% των αστεροειδών.

Οι πρώτες εκτιμήσεις έβαλαν τη μάζα τους στο πεδίο εφαρμογής των 380αλλά η μακρόχρονη γνώση της κατανομής των κομητών από μεγάλες χρονικές περιόδους κατέστρεψε αυτούς τους δείκτες. Η μάζα του εσωτερικού σύννεφου Oort δεν υπολογίζεται ακόμα. Τα περιεχόμενα της ζώνης Kuiper και του σύννεφου Oort ονομάζονται αντικείμενα trans-Neptune, αφού τα αντικείμενα και των δύο περιοχών έχουν τροχιές που βρίσκονται μακρύτερα από τον Ήλιο από την τροχιά του Ποσειδώνα.

Εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος

Οι γνώσεις μας για το ηλιακό σύστημα είναι σοβαρέςεπεκτάθηκε λόγω της εμφάνισης αυτόματων ρομποτικών διαστημικών σκαφών, δορυφόρων και ρομπότ. Από τα μέσα του 20ου αιώνα, είχαμε τη λεγόμενη «εποχή του διαστήματος», όταν επανδρωμένα και μη επανδρωμένα διαστημόπλοια άρχισαν να διερευνούν πλανήτες, αστεροειδείς και κομήτες των εσωτερικών και εξωτερικών ηλιακών συστημάτων.

Όλοι οι πλανήτες του ηλιακού συστήματος έχουν επισκεφθεί τοδιαφορετικούς βαθμούς οχημάτων που εκτοξεύθηκαν από τη Γη. Κατά τη διάρκεια αυτών των μη επανδρωμένων αποστολών, οι άνθρωποι ήταν σε θέση να τραβήξουν φωτογραφίες των πλανητών. Ορισμένες αποστολές επέτρεψαν να «δοκιμάσουν» το έδαφος και την ατμόσφαιρα.

Sputnik-1

Το πρώτο ανθρωπογενές αντικείμενο που στάλθηκεχώρος, ήταν το σοβιετικό Sputnik-1 το 1957, περιστρέφοντας επιτυχώς γύρω από τη Γη και συλλέγοντας πληροφορίες σχετικά με την πυκνότητα των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας και της ιονόσφαιρας. Ο ανιχνευτής US Explorer 6, που ξεκίνησε το 1959, ήταν ο πρώτος δορυφόρος που έλαβε εικόνες από τη Γη από το διάστημα.

Ρομποτικό διαστημικό σκάφος επίσηςαποκάλυψε πολλές σημαντικές πληροφορίες για τα ατμοσφαιρικά, γεωλογικά και επιφανειακά χαρακτηριστικά του πλανήτη. Ο πρώτος επιτυχημένος ιχνηλάτης που πετούσε πέρα ​​από έναν άλλο πλανήτη ήταν ο σοβιετικός, ο ανιχνευτής Luna-1, ο οποίος επιτάχυνε με τη βοήθεια του φεγγαριού το 1959. Το πρόγραμμα Mariner οδήγησε σε πολλές επιτυχημένες πλανητικές πετάξεις, επισκέπτοντας τον καθετήρα Mariner 2 στη Venus το 1962, τον Mariner 4 στον Άρη το 1965 και τον Mariner 10 στον Mercury το 1974.

Μέχρι τη δεκαετία του 1970, οι ανιχνευτές εστάλησαν σε άλλουςπλανήτες, ξεκινώντας με την αποστολή "Pioneer 10" στον Δία το 1973 και "Pioneer 11" στον Κρόνο μέχρι το 1979. Οι ανιχνευτές Voyager διεξήγαγαν μια μεγάλη περιοδεία σε άλλους πλανήτες μετά την εκτόξευσή τους το 1977, και οι δύο ανιχνευτές πέρασαν τον Δία το 1979 και τον Κρόνο το 1980-1981. Το Voyager 2 πλησίασε στη συνέχεια τον Ουρανό το 1986 και τον Ποσειδώνα το 1989.

Ξεκίνησε στις 19 Ιανουαρίου 2006, η ΝέαHorizons "έγινε το πρώτο τεχνητό διαστημικό σκάφος που εξερευνά τη ζώνη Kuiper. Τον Ιούλιο του 2015, αυτή η μη επανδρωμένη αποστολή πέταξε τον Πλούτωνα. Στα επόμενα χρόνια, ο καθετήρας θα μελετήσει μια σειρά αντικειμένων της ταινίας Kuiper.

Τροχιακά οχήματα, οδοστρωτήρες και προσγείωσητα διαστημικά σκάφη άρχισαν να ξεδιπλώνονται σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος από τη δεκαετία του '60. Ο σοβιετικός δορυφόρος Luna-10, που στάλθηκε στη σεληνιακή τροχιά το 1966, ήταν ο πρώτος. Ακολούθησε το 1971 με την ανάπτυξη του διαστημικού καθετήρα Mariner 9, που περιείχε τον Άρη, και του σοβιετικού καθετήρα "Venus-9", το οποίο εισήλθε στην τροχιά της Αφροδίτης το 1975.

Ο ανιχνευτής Galileo έγινε ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος,περιστρέφοντας γύρω από τον έξω πλανήτη όταν έφθασε στον Δία το 1995. ακολουθήθηκε από την αποστολή Cassini-Huygens στον Κρόνο το 2004. Ο Ερμής και η Vesta ερευνήθηκαν το 2011 από τους ανιχνευτές MESSENGER και Dawn αντίστοιχα, μετά το οποίο η Dawn επισκέφθηκε την τροχιά του νάνου πλανήτη Ceres το 2015.

Ο πρώτος καθετήρας που προσγειώθηκε σε άλλο σώμαΤο ηλιακό σύστημα ήταν το σοβιετικό "Luna-2", το οποίο έπεσε το φεγγάρι το 1959. Από τότε, οι ανιχνευτές προσγειώθηκαν ή έπεσαν στην επιφάνεια της Αφροδίτης το 1966 (Venus-3), τον Άρη το 1971 (Mars-3 και Viking-1 το 1976), τον αστεροειδή Eros 433 το 2001 (NEAR Shoemaker) και ο δορυφόρος του Κρόνου Titan (Huygens) και ο κομήτης Tempel 1 (Deep Impact) το 2005.

Ο περιστρεφόμενος περιπλανητής έκανε αυτό το μωσαϊκό αυτοπροσωπογραφία με τη φωτογραφική μηχανή MAHLI ενώ βρισκόταν σε ένα επίπεδο ιζηματογενές βράχο.

Σήμερα, μόνο δύο ηλιακοί κόσμοιτα συστήματα, τη Σελήνη και τον Άρη, επισκέφθηκαν κινητά δρομολόγια. Ο πρώτος ρομποτικός δρομολογητής για προσγείωση σε άλλο σώμα ήταν το σοβιετικό Lunokhod-1, το οποίο προσγειώθηκε στο φεγγάρι το 1970. Το 1997, ο Sojorner προσγειώθηκε στον Άρη, ο οποίος ταξίδεψε 500 μέτρα στην επιφάνεια του πλανήτη, ακολουθούμενος από Spirit (2004), Opportunity (2004), Curiosity (2012).

Οι επανδρωμένες διαστημικές αποστολές ξεκίνησαν στην αρχή50s και δύο υπερδυνάμεις, οι ΗΠΑ και η ΕΣΣΔ, οι οποίες ήταν συνδεδεμένες σε μια διαστημική κούρσα, είχαν δύο σημεία εστίασης. Η Σοβιετική Ένωση επικεντρώθηκε στο πρόγραμμα Vostok, το οποίο περιλάμβανε την αποστολή επανδρωμένων διαστημικών καψουλών σε τροχιά.

Η πρώτη αποστολή - "Vostok-1", έλαβε χώρα στις 12 ΑπριλίουΤο 1961, ο πρώτος άνθρωπος - Γιούρι Γκαγκάριν - πήγε στο διάστημα. Στις 6 Ιουνίου 1963, η Σοβιετική Ένωση έστειλε την πρώτη γυναίκα στο διάστημα - Βαλεντίνα Τερέσκοβα - στο πλαίσιο της αποστολής Vostok-6.

Στις ΗΠΑ, το σχέδιο Mercury ξεκίνησε με το ίδιοο στόχος της τοποθέτησης της κάψουλας με το πλήρωμα στην τροχιά. Στις 5 Μαΐου 1961, ο αστροναύτης Άλαν Σέπαρντ πήγε στο διάστημα με την αποστολή του Freedon 7 και έγινε ο πρώτος αμερικανός στο διάστημα.

Μετά τα προγράμματα "Ανατολή" και "Ερμή"το επίκεντρο των δύο κρατών και των διαστημικών προγραμμάτων αποδείχτηκε η ανάπτυξη ενός διαστημικού σκάφους για δύο ή τρία άτομα, καθώς και μακριές διαστημικές πτήσεις και δραστηριότητες εκτός χώρου (EVA), δηλαδή οι αστροναύτες που βγαίνουν στο διάστημα σε αυτόνομα κοστούμια.

Ως αποτέλεσμα, η ΕΣΣΔ και οι ΗΠΑ άρχισαν να αναπτύσσονταιδικά του προγράμματα "Sunrise" και "Gemini". Για την ΕΣΣΔ, αυτό περιελάμβανε την ανάπτυξη μιας κάψουλας για δύο έως τρία άτομα και ο Δίδυμος επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη και την υποστήριξη εμπειρογνωμόνων που είναι απαραίτητες για μια πιθανή επανδρωμένη πτήση στο φεγγάρι.

Αυτές οι τελευταίες προσπάθειες οδήγησαν στις 21 Ιουλίου 1969 στοΗ αποστολή Apollo 11, όταν οι αστροναύτες Νιλ Άρμστρονγκ και Buzz Aldrin έγιναν οι πρώτοι άνθρωποι που περπατούσαν στο φεγγάρι. Στο πλαίσιο αυτού του προγράμματος πραγματοποιήθηκαν πέντε επιπλέον εκφορτώσεις σεληνιακού τόπου και το πρόγραμμα έφερε πολλούς επιστημονικούς χώρους από τη Γη.

Μετά την προσγείωση στο φεγγάρι, το αμερικανικό φωςκαι τα σοβιετικά προγράμματα άρχισαν να κινούνται προς την κατεύθυνση της ανάπτυξης διαστημικών σταθμών και διαστημικών λεωφορείων. Για τους Σοβιετικούς, αυτό είχε ως αποτέλεσμα τους πρώτους επανδρωμένους τροχιακούς σταθμούς αφιερωμένους στη διαστημική έρευνα και τη στρατιωτική νοημοσύνη, γνωστούς ως διαστημικούς σταθμούς Salyut και Almaz.

Ο πρώτος τροχιακός σταθμός για να φιλοξενήσειπερισσότερα από ένα πλήρωμα, έγιναν SkyLab της NASA, φιλοξένησε με επιτυχία τρία πληρώματα από το 1973 έως το 1974. Ο πρώτος πραγματικός οικισμός των ανθρώπων στο διάστημα ήταν ο Σοβιετικός σταθμός Mir, ο οποίος ήταν σταθερά κατειλημμένος για δέκα χρόνια, από το 1989 έως το 1999. Τερματίστηκε το 2001 και ο οπαδός της, ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός, έκτοτε διατηρεί τη συνεχή παρουσία ανθρώπων στο διάστημα.

Τα αμερικανικά διαστημικά λεωφορεία που κυκλοφόρησαν το 1981έτος, έγιναν και παραμένουν αυτή τη στιγμή το μόνο επαναχρησιμοποιήσιμο διαστημικό σκάφος που έχουν ολοκληρώσει με επιτυχία πολλές τροχιακές πτήσεις. Πέντε κρουαζιερόπλοια που κατασκευάστηκαν (Atlantis, Endeavour, Discovery, Challenger, Columbia και Enterprise) πέταξαν συνολικά 121 αποστολές μέχρι το κλείσιμο του προγράμματος το 2011.

Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της, δύο τέτοιαη συσκευή πέθανε σε καταστροφές. Αυτά ήταν η σύγκρουση του Challenger, η οποία εξερράγη κατά την απογείωση στις 28 Ιανουαρίου 1986 και η Κολούμπια, η οποία κατέρρευσε όταν επανήλθε στην ατμόσφαιρα την 1η Φεβρουαρίου 2003.

Τι συνέβη στη συνέχεια, ξέρετε πολύ καλά. Η κορυφή της δεκαετίας του '60 έδωσε τη θέση σε μια σύντομη μελέτη του ηλιακού συστήματος και, τελικά, η πτώση. Ίσως πολύ σύντομα θα συνεχίσουμε.

Όλες οι πληροφορίες αποστολής που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια των αποστολώνγεωλογικά φαινόμενα ή άλλοι πλανήτες - για τα βουνά και τους κρατήρες, για παράδειγμα - καθώς και για τις καιρικές συνθήκες και τα μετεωρολογικά τους φαινόμενα (σύννεφα, καταιγίδες σκόνης και παγοκεφαλία) οδήγησαν στην παραδοχή ότι οι άλλοι πλανήτες αντιμετωπίζουν ουσιαστικά τα ίδια φαινόμενα με τη Γη. Επιπλέον, όλα αυτά βοήθησαν τους επιστήμονες να μάθουν περισσότερα για την ιστορία του ηλιακού συστήματος και τη διαμόρφωση του.

Από τη μελέτη μας για την εσωτερική και την εξωτερικήΤο ηλιακό σύστημα συνεχώς κερδίζει δυναμική και η προσέγγισή μας στην κατηγοριοποίηση των πλανητών έχει αλλάξει. Το σύγχρονο μοντέλο του ηλιακού μας συστήματος περιλαμβάνει οκτώ πλανήτες (τέσσερις τύπους γης, τέσσερις γίγαντες αερίων), τέσσερις πλανήτες νάνου και έναν αυξανόμενο αριθμό αντικειμένων trans-Neptune που δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί.

Δεδομένου του τεράστιου μεγέθους και της πολυπλοκότητας του ηλιακού συστήματος, η μελέτη του σε πλήρη λεπτομέρεια θα διαρκέσει πολλά χρόνια. Θα αξίζει τον κόπο; Φυσικά.