Сонячна система — це гравітаційна система, що складається з Сонця та усіх об’єктів, які обертаються навколо нього. Це включає планети, їх супутники, карликові планети, астероїди, комети та інші небесні тіла. Сонячна система є частиною Галактики Чумацький Шлях і розташована в одному з її спіральних рукавів. Дослідження Сонячної системи допомагає зрозуміти не лише її структуру та еволюцію, але й походження нашої планети та життя на ній.
Склад Сонячної системи
Сонячна система складається з різних елементів, кожен з яких має свої характеристики та значення:
- Сонце: Сонце є зіркою, навколо якої обертаються всі інші об’єкти Сонячної системи. Воно складається в основному з водню (близько 74%) і гелію (близько 24%), а також незначних кількостей інших елементів. Сонце виробляє величезну кількість енергії через термоядерні реакції в його ядрі, що є джерелом світла і тепла для Землі.
- Планети: У Сонячній системі налічується вісім планет, які поділяються на дві категорії:
- Терrestrial (кам’янисті) планети: Це Меркурій, Венера, Земля та Марс. Вони мають тверду поверхню і відносно меншу масу.
- Гігантські планети: Це Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Вони значно більші за кам’янисті планети, складаються в основному з газів і не мають твердої поверхні.
- Супутники: Більшість планет мають свої супутники. Наприклад, Земля має один супутник — Місяць, тоді як Юпітер має понад 79 відомих супутників, включаючи найбільший супутник в Сонячній системі — Ганімед.
- Карликові планети: До цієї категорії відносяться Плутон, Еріс, Хаумеа та Макемаке. Вони схожі на планети, але не очищають свої орбіти від інших об’єктів.
- Астероїди: Це кам’янисті тіла, що переважно розташовані між орбітами Марса і Юпітера у так званому астероїдному поясі. Вони варіюються за розмірами від кількох метрів до сотень кілометрів у діаметрі.
- Комети: Комети — це об’єкти, що складаються з льоду, пилу та каміння. При наближенні до Сонця їхня поверхня починає випаровуватися, утворюючи яскравий хвіст. Найвідомішою кометою є комета Галлея.
- Космічний пил та газ: У Сонячній системі також присутні частинки космічного пилу та газу, які складають протопланетний диск і можуть бути джерелом нових об’єктів.
Планети земного типу
У Сонячній системі є різні типи об’єктів. Для початку звернемося до восьми великих планет. Половина їх, найближчі до Сонцю, — звані планети земного типу: Меркурій, Венера, Земля і Марс. Незважаючи на те, що у них подібний залізно-кам’яний склад, ці планети дуже відрізняються одна від одної.
Меркурій – невловимий «полустанок»
| ☀️ Відстань від Сонця | 58 млн. км. |
| 💥 Діаметр | 4879 км. |
| ⌛️ Тривалість року | 88 земних діб |
| ⌛️ Тривалість доби | 176 земних діб |
| 🌙 Супутники | відсутні |
Меркурій дуже маленький, він не має атмосфери, у цьому сенсі він взагалі дуже схожий на Місяць. Соняшникова сторона Меркурія нагріта до дуже високої температури, а нічна сторона через відсутність атмосфери охолоджується до дуже низьких температур.
Незважаючи на те, що Меркурій близько до Землі, ця планета мало вивчена, тому що летіти до неї дуже важко. Земля зі швидкістю 30 км/с обертається довкола Сонця. Виходить, ніби ви мчите на швидкісному поїзді, а Меркурій – це маленький півстанок, на якому ви не можете зійти: ви його бачите, він близько, але поїзд мчить. Потрібно зробити якісь спеціальні зусилля, щоби на ньому вискочити. Наприклад, злетіти з поїзда з ракетним ранцем і відрулити на цей півстанок використовувати дуже потужні засоби.
Венера – подає надії
| ☀️ Відстань від Сонця | 108 млн. км. |
| 💥 Діаметр | 12100 км. |
| ⌛️ Тривалість року | 225 земних діб |
| ⌛️ Тривалість доби | 243 земних діб |
| 🌙 Супутники | відсутні |
Наступна планета від Сонця – Венера. Ми знаємо, що вона має атмосферу. Вперше її виявив ще Михайло Ломоносов під час дуже рідкісної події – проходження Венери диском Сонця. Отже, люди вже досить давно могли фантазувати про те, що на Венері може бути життя. Але на Венері дуже спекотно, і атмосфера складається зовсім не з того, чого хотілося б земним живим істотам. Отже, мабуть, життя на Венері немає.
Але трохи більше року тому одна із груп спостерігачів виявила в атмосфері Венери фосфін. Молекула фосфіну включає фосфор, а він, у свою чергу, бере участь у біологічних процесах. Точну відповідь дадуть лише прямі виміри в атмосфері Венери. Це дуже цікаво, тому що протягом довгого часу Венера була викреслена зі списку об’єктів Сонячної системи, що потенційно жили.
Марс – втратив атмосферу
| ☀️ Відстань від Сонця | 228 млн. км. |
| 💥 Діаметр | 6792 км. |
| ⌛️ Тривалість року | 687 земних діб |
| ⌛️ Тривалість доби | 24,6 годин |
| 🌙 Супутники | Фобос, Деймос |
Свого часу Марс був кандидатом номер один у населені об’єкти Сонячної системи. Він набагато менше Землі: за масою Марс удесятеро поступається нашій планеті. У нього є атмосфера, але дуже розріджена. Ось тому на поверхню Марса так важко спускати апарати.
Незважаючи на те, що зараз ми отримуємо негативні результати щодо життєздатності Марса, зберігається дуже цікава можливість: Марс міг бути мешканим у минулому. Є дуже надійні дані, що клімат Марса мільярди років тому був зовсім іншим. Це була коротка епоха, що може бути хорошим аргументом проти існування життя, адже для його появи потрібен довгий час. Але ця коротка епоха все-таки обчислювалася сотнями мільйонів років. І в цю епоху могло зародитися життя. Потім Марс втратив значну частину своєї атмосфери, клімат дуже змінився. Планета не має сильного магнітного поля, яке захищало б її від сонячного вітру. Так потік частинок від Сонця потихеньку зніс атмосферу.
Але якщо життя встигло з’явитися і, наприклад, пішло на велику глибину, тоді воно могло зберегтися до теперішнього часу. Але ми поки що не вміємо проводити глибоке буріння на Марсі. Це дуже дорого. Крім того, можна зосередитись на більш простих задачах. Наприклад, на пошуку підземних озер у печерах Марса. Але для цього потрібно створити нове покоління марсоходів, які зможуть залазити туди, шукати, проводити дослідження та вилазити назовні.
Газові гіганти
Крім планет земної групи, у Сонячній системі існують газові гіганти – Юпітер та Сатурн.
Юпітер – самотня недозірка
| ☀️ Відстань від Сонця | 778,5 млн. км. |
| 💥 Діаметр | 142 984 км. |
| ⌛️ Тривалість року | 11,6 земних років |
| ⌛️ Тривалість доби | 10 годин |
| 🌙 Супутники | Іо, Європа, Ганімед та Каллісто |
Іноді про Юпітер кажуть, що це свого роду недозірка. Насправді Юпітер дуже далеко до зірки — йому потрібно стати приблизно в 80 разів масивнішим. Але на зірку він трохи схожий своїм складом із водню та гелію. Юпітер масивніший, ніж решта планет, астероїди, пил, сміття, комети в Сонячній системі разом узяті. Тож якби ми були інопланетними астрономами, які здалеку спостерігають за Сонячною системою, то протягом тривалого часу ми могли б реєструвати лише порожній Юпітер.
Сатурн – газовий гігант з кільцями
| ☀️ Відстань від Сонця | 1427 млн. км. |
| 💥 Діаметр | 120 420 км. |
| ⌛️ Тривалість року | 29,5 земних років |
| ⌛️ Тривалість доби | 10,5 годин |
| 🌙 Супутники | Титан, Рея, Енцелад |
Сатурн за розмірами менше, ніж Юпітер, але цікавий своїми чудовими кільцями. Їх, до речі, спробував відкрити ще Галілео Галілей, але йому не вдалося. У перші телескопи він побачив Сатурн як Чебурашки: гурток і якісь дивні вушка навколо. Це його настільки вразило, що, будучи людиною дуже обережною і консервативною, він не опублікував своє відкриття, але зробив якесь зашифроване повідомлення. Коли у Галілея з’явилися досконаліші телескопи, він подивився Сатурн ще раз. І нічого не побачив. Але не тому, що це був якийсь дефект, а тому, що кільця повернулися рубом. І Галілей не став розшифровувати раннє повідомлення. А обручки були відкриті пізніше вже Гюйгенсом через кілька десятиліть.
Крижані гіганти
Нарешті, дві найдальші планети: Нептун та Уран. Їх називають крижаними гігантами, оскільки основна маса цих планет пов’язана з речовиною, яку можуть утворювати криги. Це і вода, і метан, аміак, вуглекислий газ. У планетній фізиці їх традиційно відносять до льодів, бо за низьких температур вони можуть перетворюватися. Уран і Нептун – погано вивчені планети, тому що вони далеко від Землі. Досі не було створено жодного спеціалізованого апарату, який досліджував хоча б одну із цих планет. І це дуже цікаво, зокрема з погляду історії формування Сонячної системи.
Наприклад, у багатьох сучасних моделях Уран та Нептун колись помінялися місцями. І є принаймні один дуже зрозумілий аргумент. Юпітер масивніший за Сатурна, Сатурн масивніший за Уран, а от Уран легший за Нептуна — виходить, що планети стоять «не за зростанням». Передбачається, що вони наслідували загальний тренд на падіння маси. Однак у процесі ранньої еволюції Нептун і Уран змінився місцями. Загалом в освіті Сонячної системи є ще багато білих плям. Але цікаво, що дати раду цьому, швидше за все, можна, вивчаючи не планети, не Сонце, не супутники, а астероїди.
Вивчення Сонячної системи
Дослідження Сонячної системи ведеться вже кілька століть, починаючи з простих спостережень і закінчуючи сучасними космічними місіями:
- Астрономічні спостереження: Відкриття телескопів у 17 столітті дало можливість вивчати планети та їх супутники, а також зірки та інші об’єкти в космосі.
- Космічні місії: З 20 століття численні космічні місії дозволили отримати детальну інформацію про планети, їх супутники та інші об’єкти. Наприклад:
- Вояджер-1 і Вояджер-2: Ці космічні зонди, запущені в 1977 році, відправили безліч даних про Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун.
- Марс-рокер: Різноманітні марсохіди, такі як «Curiosity» і «Perseverance», досліджують поверхню Марса, шукаючи ознаки давнього життя та вивчаючи його атмосферу.
- Галілео: Ця місія, що вивчала Юпітер та його супутники, дозволила отримати нові дані про цю величезну планету та її загадкові супутники.
- Астрономічні спостереження з Землі: Сучасні телескопи, такі як Хаббл, забезпечують високоякісні зображення планет і інших об’єктів у Сонячній системі, що допомагає вивчати їх структуру та склад.
- Наукові дослідження та моделювання: Використання комп’ютерних моделей та симуляцій дозволяє науковцям вивчати еволюцію Сонячної системи, а також передбачати майбутні зміни.
Останні коментарі