Урок 33 Тема: Происхождение Солнечной системы Планеты Карликовые планеты Солнечная система, решение МАС 24.08.2006 г. - презентация

1 Урок 33 Тема: Происхождение Солнечной системы Планеты Карликовые планеты Солнечная система, решение МАС г

2 Мысли о существовании других миров высказывались еще древнегреческими философами до нашей эры: Ливкипп, Демокрит, Эпикур. Также мысль о существовании у звезд других планет высказал в 1584 г Джордано Бруно ( , Италия). Планетные системы рождаются у звезд второго поколения, рождаемых в туманностях обогащенных тяжелыми элементами.

3 Закономерности в Солнечной Системе 1. Орбиты всех планет лежат практически в одной плоскости (плоскостью Лапласа). 2. Эксцентриситеты орбит планет очень малы. 3. Среднее расстояние планет от Солнца подчиняется правилу Тициуса-Боде. 4. Планеты движутся вокруг Солнца в направлении его вращения, как и их спутники. 5. Астероиды (Главный пояс) расположены там, где должна быть планета. 6. Все планеты Солнечной системы, кроме планет ближайших к Солнцу, Меркурия и Венеры, имеют естественные спутники. 7. Наблюдается положительная корреляция угловой скорости вращения планет с их массой: чем больше масса, тем больше и скорость вращения. Исключения - Меркурий и Венера. 8. В параметрах движений планет и их спутников выдерживаются соизмеримости, указывающие на явления резонанса. 9. Большинство планет (исключая Венеру и Уран) вращаются в направлении обращения вокруг Солнца. 10. На долю планет приходится 98% количества движения в Солнечной системе при всего 0,1 массы Солнца. 11. По своим физическим характеристикам планеты резко делятся на земную группу и гиганты. 12. Равенство угловых размеров Солнца и Луны при наблюдениях с Земли, обеспечивающее нам возможность наблюдать полные (не кольцеобразные) солнечные затмения. 13. Равенство отношений диаметра Солнца к диаметру Земли и расстояния от Солнца до Земли к диаметру Солнца. 14. Равенство периода обращения Луны вокруг Земли периоду ее вращения вокруг оси. 15. "Солнечный квадрат" (1943 г). Отношение квадратов средних послемаксов солнечного цикла (Р=6.52 лет) к квадрату средних передмаксов (N=4.61 года) равно 2.

4 Образование Солнечной системы 1. Глоба, в которой возникает протозвезда (в частности наше Солнце), сжимается, увеличивая скорость вращения. В ходе более быстрого сжатия протозвезды, она образует диск из вещества, окружающего будущую звезду. Часть в первую очередь близлежащего вещества диска падает на образующуюся звезду под действием силы тяготения. Газ и пыль, оставшаяся в диске и обладающая избыточным моментом вращения, постепенно охлаждается. Вокруг протозвезды формируется газопылевой протопланетный диск. 2. Охлажденное вещество в диске становясь более плоским, уплотняясь, начинает собираться в небольшие сгустки – планетезимали, образуя рой миллиардов сгустков размером около километра, которые при своем движении сталкивались, разрушаясь и объединяясь. Наиболее крупные сохранились - образуя планетные ядра, а с их ростом увеличивающаяся сила тяготения способствовала поглощению близко расположенных планетезималей и притяжению окружающего газа и пыли. Таким образом через 50 млн.лет образовались гигантские газовые планеты. В центральной части диска происходило дальнейшее развитие протозвезды - сжимается и разогреваться. 3. Через 100 млн.лет протозвезда превращается в звезду. Возникшее излучение нагревает облако до 400К, образуется зона испарения и начинается выталкивание водорода и гелия на более удаленное расстояние, оставляя вблизи более тяжелые элементы и имеющиеся крупные планетезимали (будущие планеты земной группы). В процессе гравитационной дифференциации вещества (разделения на тяжелые и легкие) образуется ядро планеты и ее мантия. 4. В наружной, более удаленной от Солнца части Солнечной системы на 5 а.е. образуется зона намерзания с температурой примерно 50К и здесь образовались большие планетные ядра, которые оказались способными удержать некоторое количество газа в виде первичного облака. В нем в дальнейшем сформировалось большое число спутников, а из остатков кольца. Отто Юльевич ШМИДТ ( ) математик и геофизик Теория изложена в апреле 1951 года, а окончательно опубликована в 1959 г.

5 Изображение протопланетных дисков возле четырех звезд в туманности Ориона

6 Возраст тел в Солнечной системе Радиоактивный распад зависит от внешних факторов (Т, р, химических взаимодействий). Количество распавшихся атомов определяется формулой N=N o. 2 -t/T, Т - период полураспада. Так U 235 имеет период полураспада 710 млн.лет, а 238 U - 4,5 млрд.лет. Возраст оценивают по соотношению 206 Pb/ 238 U, так как свинец конечный продукт распада. Определение возраста основано на использовании радиоизотопного метода - исследования содержания радиоактивных элементов (изотопов) в породах. Метод предложен в 1902 г Пьером Кюри и разработан совместно с Эрнестом Резерфорд. Возраст Солнца 4,9 млрд. лет - относится к звездам второго поколения. Солнечная система имеет возраст более 4,6 млрд. лет. Возраст Луны составляет 4 млрд 527 млн лет ( ± млн лет). Возраст Земли (коры) составляет 3 млрд 960 млн. лет. Жизнь на планете Земля появилась 3 млрд 416 млн лет назад.

7 Экзопланеты По состоянию на года открыто 219 внесолнечных планет в 189 планетных системах, 21 многочисленная планетная система. Первая экзопланета открыта в 1995 году у звезды 51 Pegasi, находящейся в 14,7 пк от нас астрономами Женевской обсерватории Мишель МАЙОР и Дидье КВЕЛОЦ. Первая планетарная система, напоминающая нашу открыта 13 июня 2002 г астрономами Джеффри Марси и Пол Батлер у звезда 55 Cancri, удаленной на 41 св.год. Удалена от звезды на 5,5 а.е., период обращения 13 лет, масса от 3,5 до 5 масс Юпитера. Сейчас известно семь таких систем. С помощью орбитального телескопа Hubble Джон Дебес (John Debes) в начале мая 2004 г впервые сфотографировал планету в другой системе на расстоянии примерно 100 световых лет от Земли, подтвердив открытие, полученное в начале 2004 года на телескопе VLT (Чили) у звезды 2M 1207 (красный карлик) массой в 5 масс Юпитера, а радиус орбиты в 55 а.е.

8 Астероидные диски у других планет С помощью космического телескопа Hubble у двух относительно недалеких звезд обнаружены пояса астероидов, похожие на пояс Койпера, имеющийся в нашей солнечной системе. Эти астероидные диски нашли при исследовании 22 близких звезд, похожих по характеристикам на наше Солнце. Для обнаружения диска блокировали свет центральной звезды. Обе звезды (HD и HD ), имеющие многочисленные астероиды, находятся на расстоянии около 60 световых лет от нас. На снимках видно, что астероидный диск у звезды HD повернут к нам практически анфас, а у звезды HD почти ребром. Это не очень молодые звезды, им уже более 300 млн лет. Поэтому системы планет (если таковые у них есть) и астероидов, вращающихся вокруг них, уже должны в известной степени стабилизироваться, как в нашей Солнечной системе.