כוכבי כוכבי הלכת של מערכת השמש. מבנה מערכת השמש

מערכת השמש
השמש וגרמי השמיים המסתובבים סביבה - 9 כוכבי לכת, יותר מ-63 לוויינים, ארבע טבעות של כוכבי לכת ענקיים, עשרות אלפי אסטרואידים, מספר עצום של מטאורואידים בגודלם החל מסלעים ועד חלקיקי אבק, וכן מיליוני שביטים. ברווח שביניהם חלקיקים נעים של רוח השמש - אלקטרונים ופרוטונים. מערכת השמש כולה עדיין לא נחקרה: למשל, רוב כוכבי הלכת והלוויינים שלהם נבדקו רק בקצרה ממסלולי טיסה, רק חצי כדור אחד של מרקורי צולם, ועדיין לא נערכו משלחות לפלוטו. אבל בכל זאת, בעזרת טלסקופים וחללי חלל, הרבה נתונים חשובים כבר נאספו.
כמעט כל המסה של מערכת השמש (99.87%) מרוכזת בשמש. גודלה של השמש גם עולה בהרבה על כל כוכב לכת במערכת שלה: אפילו לצדק, שגדול פי 11 מכדור הארץ, יש רדיוס קטן פי 10 מהשמש. השמש היא כוכב רגיל שזורח בעצמו בגלל טמפרטורת פני השטח הגבוהה. כוכבי הלכת, לעומת זאת, זוהרים באור השמש המוחזר (אלבדו) מכיוון שהם עצמם קרים למדי. הם בסדר הבא מהשמש: מרקורי, נוגה, כדור הארץ, מאדים, צדק, שבתאי, אורנוס, נפטון ופלוטו. מרחקים במערכת השמש נמדדים בדרך כלל ביחידות של המרחק הממוצע של כדור הארץ מהשמש, הנקראת היחידה האסטרונומית (1 AU = 149.6 מיליון ק"מ). לדוגמה, המרחק הממוצע של פלוטו מהשמש הוא 39 AU, אך לפעמים הוא מוסר ב-49 AU. ידוע כי שביטים עפים משם ב-50,000 AU. המרחק מכדור הארץ לכוכב הקרוב ביותר לקנטאור הוא 272,000 AU, או 4.3 שנות אור (כלומר, אור שנע במהירות של 299,793 קמ"ש עובר את המרחק הזה ב-4.3 שנים). לשם השוואה, האור עובר מהשמש לכדור הארץ תוך 8 דקות, ולפלוטו תוך 6 שעות.

כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש במסלולים כמעט מעגליים השוכנים בערך באותו מישור, בכיוון נגד כיוון השעון, כפי שנראה מהקוטב הצפוני של כדור הארץ. מישור מסלול כדור הארץ (מישור האקליפטיקה) שוכן קרוב למישור החציוני של מסלולי כוכבי הלכת. לכן, הנתיבים הגלויים של כוכבי הלכת, השמש והירח בשמים עוברים ליד קו האקליפטיקה, והם עצמם נראים תמיד על רקע קבוצות הכוכבים של גלגל המזלות. נטיות המסלול נמדדות ממישור האקליפטיקה. זוויות הטיה של פחות מ-90 מעלות מתאימות לתנועת מסלול קדימה (נגד כיוון השעון), וזוויות גדולות מ-90 מעלות מתאימות לתנועה לאחור. כל כוכבי הלכת במערכת השמש נעים בכיוון קדימה; לפלוטו יש את נטיית המסלול הגבוהה ביותר (17°). שביטים רבים נעים בכיוון ההפוך, למשל, נטיית המסלול של השביט של האלי היא 162°. המסלולים של כל הגופים במערכת השמש קרובים מאוד לאליפסות. גודלו וצורתו של מסלול אליפטי מאופיינים בציר החצי-עיקרי של האליפסה (המרחק הממוצע של כוכב הלכת מהשמש) ובאקסצנטריות, המשתנה מ-e = 0 למסלולים מעגליים ל-e = 1 עבור מוארכים במיוחד. יחידות. הנקודה במסלול הקרובה ביותר לשמש נקראת פריהליון, והנקודה הרחוקה ביותר נקראת אפליון.
ראה גם ORBIT ; חתכים קוניים . מנקודת מבטו של צופה ארצי, כוכבי הלכת של מערכת השמש מחולקים לשתי קבוצות. כוכב חמה ונוגה, הקרובים יותר לשמש מאשר כדור הארץ, נקראים כוכבי הלכת התחתונים (הפנימיים), והרחוקים יותר (ממאדים לפלוטו) נקראים העליונים (החיצוניים). לכוכבי הלכת התחתונים יש זווית הרחקה מגבילה מהשמש: 28 מעלות עבור מרקורי ו-47 מעלות עבור נוגה. כאשר כוכב לכת כזה נמצא ככל האפשר ממערב (מזרח) לשמש, אומרים שהוא נמצא בהתארכותו המערבית (המזרחית) הגדולה ביותר. כאשר כוכב לכת נחות נראה ישירות מול השמש, אומרים שהוא נמצא בצירוף נחות; כאשר ישר מאחורי השמש - בצירוף מעולה. כמו הירח, כוכבי לכת אלו עוברים את כל שלבי ההארה על ידי השמש בתקופה הסינודית Ps, הזמן שלוקח לכוכב לכת לחזור למיקומו המקורי ביחס לשמש מנקודת מבטו של צופה ארצי. תקופת ההקפה האמיתית של כוכב לכת (P) נקראת צדדית. עבור כוכבי הלכת התחתונים, תקופות אלה קשורות ביחס:
1/Ps = 1/P - 1/Po כאשר Po הוא תקופת המסלול של כדור הארץ. עבור כוכבי הלכת העליונים, ליחס זה יש צורה שונה: 1/Ps = 1/Po - 1/P כוכבי הלכת העליונים מאופיינים בטווח מוגבל של שלבים. זווית הפאזה המקסימלית (שמש-כוכב הלכת-אדמה) היא 47 מעלות עבור מאדים, 12 מעלות עבור צדק ו-6 מעלות עבור שבתאי. כאשר כוכב הלכת העליון נראה מאחורי השמש, הוא נמצא בצמוד, וכאשר בכיוון ההפוך לשמש, הוא נמצא באופוזיציה. כוכב לכת שנצפה במרחק זוויתי של 90° מהשמש נמצא בריבוע (מזרח או מערב). חגורת האסטרואידים, העוברת בין מסלולי מאדים וצדק, מחלקת את המערכת הפלנטרית של השמש לשתי קבוצות. בתוכו נמצאים כוכבי הלכת הארציים (מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים), דומים בכך שהם גופים קטנים, סלעיים וצפופים למדי: הצפיפות הממוצעת שלהם היא בין 3.9 ל-5.5 גרם/סמ"ק. הם מסתובבים לאט יחסית סביב הצירים שלהם, חסרים טבעות ויש להם מעט לוויינים טבעיים: ירח כדור הארץ והפובוס והדימוס של מאדים. מחוץ לחגורת האסטרואידים נמצאים כוכבי הלכת הענקיים: צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. הם מאופיינים ברדיוסים גדולים, בצפיפות נמוכה (0.7-1.8 גרם/סמ"ק) ובאטמוספרות עמוקות עשירות במימן והליום. ליופיטר, שבתאי ואולי לענקים אחרים אין משטח מוצק. כולם מסתובבים במהירות, יש להם לוויינים רבים והם מוקפים בטבעות. פלוטו הקטן הרחוק והלוויינים הגדולים של כוכבי הלכת הענקיים דומים במובנים רבים לכוכבי הלכת הארציים. אנשים קדומים הכירו את כוכבי הלכת הנראים לעין בלתי מזוינת, כלומר. הכל פנימי וחיצוני עד שבתאי. V. Herschel גילה את אורנוס בשנת 1781. האסטרואיד הראשון התגלה על ידי J. Piazzi בשנת 1801. ניתוח סטיות בתנועה של אורנוס, W. Le Verrier ו-J. Adams גילו באופן תיאורטי את נפטון; במקום המחושב הוא התגלה על ידי I. Galle בשנת 1846. כוכב הלכת הרחוק ביותר - פלוטו - התגלה בשנת 1930 על ידי K. Tombo כתוצאה מחיפוש ארוך אחר כוכב לכת שאינו נפטואני שאורגן על ידי פ. לאבל. ארבעה לוויינים גדולים של צדק התגלו על ידי גלילאו בשנת 1610. מאז, בעזרת טלסקופים וחללי חלל, נמצאו לוויינים רבים לכל כוכבי הלכת החיצוניים. H. Huygens בשנת 1656 קבע ששבתאי מוקף בטבעת. הטבעות הכהות של אורנוס התגלו מכדור הארץ בשנת 1977 כאשר צפו בהסתרת כוכב. טבעות האבן השקופות של צדק התגלו ב-1979 על ידי הגשושית הבין-כוכבית וויאג'ר 1. מאז 1983, ברגעי הסתרת הכוכבים, נרשמו סימנים של טבעות לא הומוגניות ליד נפטון; בשנת 1989 שודרה תמונה של הטבעות הללו על ידי וויאג'ר 2.
ראה גם
אסטרונומיה ואסטרופיזיקה;
גַלגַל הַמַזָלוֹת;
בדיקת חלל ;
כדור שמימי.
שמש
השמש ממוקמת במרכז מערכת השמש - כוכב יחיד טיפוסי עם רדיוס של כ-700,000 ק"מ ומסה של 2*10 30 ק"ג. הטמפרטורה של פני השטח הנראים של השמש - הפוטוספירה - כ. 5800 K. צפיפות הגז בפוטוספירה קטנה פי אלפי מונים מצפיפות האוויר ליד פני כדור הארץ. בתוך השמש, הטמפרטורה, הצפיפות והלחץ עולים עם העומק, ומגיעים ל-16 מיליון K, 160 גרם/סמ"ק ו-3.5*10 11 בר במרכז, בהתאמה (לחץ האוויר בחדר הוא כ-1 בר). בהשפעת טמפרטורה גבוהה בליבת השמש, מימן הופך להליום עם שחרור כמות גדולה של חום; זה מונע מהשמש לקרוס תחת כוח המשיכה שלה. האנרגיה המשתחררת בליבה עוזבת את השמש בעיקר בצורת קרינת פוטוספירה בהספק של 3.86 * 10 26 W. בעוצמה כזו, השמש פולטת כבר 4.6 מיליארד שנים, לאחר שהמירה 4% מהמימן שלה להליום במהלך תקופה זו; במקביל, 0.03% ממסת השמש הפכה לאנרגיה. מודלים של התפתחות כוכבים מצביעים על כך שהשמש נמצאת כעת באמצע חייה (ראה גם היתוך גרעיני). כדי לקבוע את השפע של יסודות כימיים שונים על השמש, אסטרונומים חוקרים את קווי הקליטה והפליטה בספקטרום של אור השמש. קווי ספיגה הם פערים כהים בספקטרום, המעידים על היעדר פוטונים בתדר נתון בו, הנספגים על ידי יסוד כימי מסוים. קווי פליטה, או קווי פליטה, הם החלקים הבהירים יותר של הספקטרום, המצביעים על עודף של פוטונים הנפלטים על ידי יסוד כימי. התדירות (אורך הגל) של קו ספקטרלי מציינת איזה אטום או מולקולה אחראי להתרחשותו; הניגודיות של הקו מציינת את כמות החומר הפולט או הסופג אור; רוחב הקו מאפשר לשפוט את הטמפרטורה והלחץ שלו. חקר הפוטוספירה הדקה (500 ק"מ) של השמש מאפשר להעריך את ההרכב הכימי של פנים השמש, מכיוון שהאזורים החיצוניים של השמש מעורבבים היטב בהסעה, ספקטרום השמש באיכות גבוהה, התהליכים הפיזיים האחראים להם ברורים למדי. עם זאת, יש לציין שרק מחצית מהקווים בספקטרום השמש זוהו עד כה. הרכב השמש נשלט על ידי מימן. במקום השני נמצא ההליום, ששמו ("הליוס" ביוונית "שמש") מזכיר שהוא התגלה באופן ספקטרוסקופי על השמש מוקדם יותר (1899) מאשר על כדור הארץ. מכיוון שהליום הוא גז אינרטי, הוא נרתע מאוד מלהגיב עם אטומים אחרים וגם אינו שש להראות את עצמו בספקטרום האופטי של השמש - רק קו אחד, אם כי הרבה אלמנטים פחות שופעים מיוצגים בספקטרום השמש על ידי מספר רב של אלמנטים. שורות. הנה ההרכב של החומר ה"סולארי": למיליון אטומי מימן יש 98,000 אטומי הליום, 851 חמצן, 398 פחמן, 123 ניאון, 100 חנקן, 47 ברזל, 38 מגנזיום, 35 סיליקון, 16 גופרית, 4 ארגון, 3 אלומיניום, לפי 2 אטומים של ניקל, נתרן וסידן, כמו גם מעט מכל שאר היסודות. לפיכך, במסה, השמש היא כ-71% מימן ו-28% הליום; יתר המרכיבים מהווים מעט יותר מ-1%. מנקודת המבט של הפלנטולוגיה, ראוי לציין שחלק מהעצמים של מערכת השמש הם בעלי הרכב כמעט זהה לשמש (ראה קטע על מטאוריטים להלן). כשם שאירועי מזג אוויר משנים את מראה האטמוספרות הפלנטריות, גם מראה פני השמש משתנה בזמנים אופייניים הנעים בין שעות לעשורים. עם זאת, יש הבדל חשוב בין האטמוספרות של כוכבי הלכת לבין השמש, והוא שתנועת הגזים על השמש נשלטת על ידי השדה המגנטי החזק שלה. כתמי שמש הם אותם אזורים של פני השטח של גוף התאורה שבהם השדה המגנטי האנכי חזק כל כך (200-3000 גאוס) עד שהוא מונע את התנועה האופקית של הגז ובכך מדכא הסעה. כתוצאה מכך הטמפרטורה באזור זה יורדת בכ-1000 K, ומופיע חלק מרכזי כהה של הנקודה - ה"צל", מוקף באזור מעבר חם יותר - ה"פנימברה". גודלו של כתם שמש טיפוסי גדול מעט מקוטר כדור הארץ; יש מקום כזה לכמה שבועות. מספר הכתמים על השמש גדל או יורד עם משך המחזור מ-7 ל-17 שנים, בממוצע 11.1 שנים. בדרך כלל, ככל שמופיעים יותר כתמים במחזור, כך המחזור עצמו קצר יותר. כיוון הקוטביות המגנטית של הכתמים מתהפך ממחזור למחזור, כך שהמחזור האמיתי של פעילות כתמי השמש הוא 22.2 שנים. בתחילת כל מחזור, הכתמים הראשונים מופיעים בקווי רוחב גבוהים, בערך. 40 מעלות, ובהדרגה אזור לידתם עובר לקו המשווה לקו רוחב של כ. 5°. ראה גםכוכבים ; שמש . לתנודות בפעילות השמש אין כמעט השפעה על העוצמה הכוללת של הקרינה שלה (אם היא תשתנה רק ב-1%, הדבר יוביל לשינויי אקלים חמורים בכדור הארץ). היו ניסיונות רבים למצוא קשר בין מחזורי כתמי שמש לאקלים של כדור הארץ. האירוע המדהים ביותר במובן זה הוא "מינימום מאנדר": משנת 1645 במשך 70 שנה כמעט ולא היו כתמים על השמש, ובמקביל כדור הארץ חווה את עידן הקרח הקטן. עדיין לא ברור אם העובדה המדהימה הזו הייתה צירוף מקרים בלבד או שהיא מצביעה על קשר סיבתי.
ראה גם
אַקלִים;
מטאורולוגיה וקלימטולוגיה. ישנם 5 כדורי מימן-הליום ענקיים מסתובבים במערכת השמש: השמש, צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. במעמקי גרמי השמים הענקיים הללו, שאינם נגישים למחקר ישיר, מרוכז כמעט כל חומר מערכת השמש. גם פנים כדור הארץ אינו נגיש לנו, אך על ידי מדידת זמן התפשטות של גלים סיסמיים (גלי קול באורך גל ארוך) הנרגשים בגוף כדור הארץ על ידי רעידות אדמה, סיסמולוגים ערכו מפה מפורטת של פנים כדור הארץ: הם למדו את הממדים וה צפיפות של ליבת כדור הארץ ומעטפתו, וכן התקבלה תמונות תלת מימדיות באמצעות טומוגרפיה סיסמית.תמונות של לוחות נעים של הקרום שלו. ניתן ליישם שיטות דומות על השמש, מכיוון שיש גלים על פני השטח שלה עם תקופה של כ. 5 דקות, הנגרמת על ידי תנודות סיסמיות רבות המתפשטות במעיה. תהליכים אלו נחקרים על ידי הליוסיזם. בניגוד לרעידות אדמה, המייצרות פרצי גלים קצרים, הסעה נמרצת בפנים השמש יוצרת רעש סיסמי קבוע. הליוסיזם מצאו שמתחת לאזור ההסעה, התופס את 14% החיצוניים מרדיוס השמש, החומר מסתובב באופן סינכרוני עם תקופה של 27 ימים (עדיין לא ידוע על סיבוב ליבת השמש). מעל, באזור ההסעה עצמו, הסיבוב מתרחש באופן סינכרוני רק לאורך קונוסים בעלי קו רוחב שווה וככל שמתרחקים מקו המשווה, כך איטי יותר: אזורי המשווה מסתובבים בפרק זמן של 25 ימים (לפני הסיבוב הממוצע של השמש) אזורי קוטב - עם תקופה של 36 ימים (פיגור מאחורי הסיבוב הממוצע). ניסיונות אחרונים ליישם שיטות סייסמולוגיות על כוכבי לכת ענקיים בגז לא הניבו תוצאות, מכיוון שמכשירים אינם מסוגלים עדיין לתקן את התנודות שנוצרו. מעל הפוטוספירה של השמש נמצאת שכבה חמה דקה של האטמוספירה, אותה ניתן לראות רק ברגעים נדירים של ליקוי חמה. זוהי כרומוספרה בעובי של כמה אלפי קילומטרים, הנקראת כך על שם צבעה האדום בשל קו הפליטה של ​​מימן הא. הטמפרטורה כמעט מכפילה את עצמה מהפוטוספירה לכרומוספירה העליונה, שממנה, מסיבה לא ברורה, משתחררת האנרגיה היוצאת מהשמש כחום. מעל הכרומוספרה, הגז מחומם ל-1 מיליון K. אזור זה, הנקרא קורונה, משתרע על פני כרדיוס אחד של השמש. צפיפות הגזים בקורונה נמוכה מאוד, אך הטמפרטורה כה גבוהה עד שהקורונה מהווה מקור רב עוצמה לקרני רנטגן. לפעמים מופיעות תצורות ענק באטמוספירה של השמש - בולטות מתפרצות. הם נראים כמו קשתות העולות מהפוטוספירה לגובה של עד מחצית מרדיוס השמש. תצפיות מצביעות בבירור על כך שצורת הבולטות נקבעת על ידי קווי השדה המגנטי. עוד תופעה מעניינת ופעילה במיוחד היא התלקחויות שמש, פליטות עוצמתיות של אנרגיה וחלקיקים הנמשכים עד שעתיים. זרימת הפוטונים שנוצרת בהתלקחות שמש כזו מגיעה לכדור הארץ במהירות האור תוך 8 דקות, וזרימת האלקטרונים והפרוטונים - תוך מספר ימים. התלקחויות שמש מתרחשות במקומות שבהם כיוון השדה המגנטי משתנה בחדות, הנגרמת מתנועת החומר בכתמי שמש. פעילות ההתלקחות המרבית של השמש מתרחשת בדרך כלל שנה לפני המקסימום של מחזור כתמי השמש. חיזוי שכזה חשוב מאוד, מכיוון ששטף של חלקיקים טעונים הנולדים מהתלקחות סולארית עוצמתית עלול לפגוע אפילו ברשתות תקשורת ואנרגיה קרקעיות, שלא לדבר על אסטרונאוטים וטכנולוגיית חלל.

בולטים סולארים שנצפו בקו פליטת הליום (אורך גל 304) מתחנת החלל Skylab.

מהקורונה הפלזמה של השמש ישנה יציאה קבועה של חלקיקים טעונים, הנקראת רוח השמש. קיים חשד לקיומו עוד לפני תחילת טיסות החלל, שכן ניתן היה להבחין כיצד משהו "מפוצץ" את זנבות השביט. שלושה מרכיבים מובחנים ברוח השמש: זרם במהירות גבוהה (יותר מ-600 קמ"ש), זרם בעל מהירות נמוכה וזרמים לא יציבים מהתלקחויות שמש. צילומי רנטגן של השמש הראו ש"חורים" ענקיים - אזורים בעלי צפיפות נמוכה - נוצרים באופן קבוע בקורונה. החורים העטרהיים הללו משמשים כמקור העיקרי של רוח שמש במהירות גבוהה. באזור מסלול כדור הארץ, המהירות האופיינית של רוח השמש היא כ-500 קמ"ש, והצפיפות היא כ-10 חלקיקים (אלקטרונים ופרוטונים) ל-1 ס"מ3. זרם הרוח הסולארי מקיים אינטראקציה עם מגנטוספירות פלנטריות וזנבות שביט, ומשפיע באופן משמעותי על צורתם ועל התהליכים המתרחשים בהם.
ראה גם
גיאומגנטיות;
;
כוכב שביט. בלחץ רוח השמש בתווך הבין-כוכבי סביב השמש, נוצרה מערה ענקית, ההליוספירה. בגבולו - ההליופוזה - אמור להיות גל הלם שבו רוח השמש והגז הבין-כוכבי מתנגשים ומתעבים, תוך הפעלת לחץ שווה זה על זה. ארבע גשושיות חלל מתקרבות כעת להליופאוזה: פיוניר 10 ו-11, וויאג'ר 1 ו-2. אף אחד מהם לא פגש אותה במרחק של 75 AU. מהשמש. זה מרוץ מאוד דרמטי נגד הזמן: פיוניר 10 הפסיק לפעול ב-1998, והאחרים מנסים להגיע לנקודת ההליופאוזה לפני שהסוללות שלהם נגמרות. לפי החישובים, וויאג'ר 1 טס בדיוק בכיוון ממנו נושבת הרוח הבין-כוכבית, ולכן תהיה הראשונה להגיע להליופוזה.
כוכבי לכת: תיאור
כַּספִּית.קשה לצפות במרקורי מכדור הארץ באמצעות טלסקופ: הוא אינו מתרחק מהשמש בזווית של יותר מ-28 מעלות. הוא נחקר באמצעות מכ"ם מכדור הארץ, והגשושית הבין-כוכבית מארינר 10 צילמה מחצית משטחו. מרקורי מסתובב סביב השמש ב-88 ימי כדור הארץ במסלול מוארך למדי עם מרחק מהשמש בפריהליון של 0.31 AU. ובאפליון 0.47 א.ו. הוא מסתובב סביב הציר בפרק זמן של 58.6 ימים, שווה בדיוק ל-2/3 מתקופת המסלול, כך שכל נקודה על פני השטח שלה מסתובבת לכיוון השמש רק פעם אחת ב-2 שנים של מרקורי, כלומר. יום שמש שם נמשך שנתיים! מבין כוכבי הלכת העיקריים, רק פלוטו קטן ממרקורי. אבל מבחינת צפיפות ממוצעת, מרקורי נמצא במקום השני אחרי כדור הארץ. יש לו כנראה ליבה מתכתית גדולה, שהיא 75% מרדיוס כדור הארץ (היא תופסת 50% מרדיוס כדור הארץ). פני השטח של מרקורי דומים לזה של הירח: כהים, יבשים לחלוטין ומכוסים במכתשים. החזר האור הממוצע (אלבדו) של פני השטח של מרקורי הוא כ-10%, בערך כמו זה של הירח. כנראה, פני השטח שלו מכוסים גם עם regolit - חומר כתוש סינטר. תצורת ההשפעה הגדולה ביותר על מרקורי היא אגן קלוריס, בגודל של 2000 ק"מ, הדומה לים ירח. עם זאת, בניגוד לירח, למרקורי יש מבנים מוזרים - מדפים בגובה של כמה קילומטרים הנמתחים לאורך מאות קילומטרים. אולי הם נוצרו כתוצאה מדחיסה של כוכב הלכת במהלך התקררות ליבת המתכת הגדולה שלו או בהשפעת גאות ושפל עוצמתית. טמפרטורת פני השטח של כוכב הלכת ביום היא כ-700 K, ובלילה כ-100 K. על פי נתוני מכ"ם, קרח עשוי לשכב בתחתית מכתשי הקוטב בתנאים של חושך וקור נצחיים. למרקורי אין כמעט אטמוספרה - רק מעטפת הליום נדירה ביותר עם צפיפות האטמוספירה של כדור הארץ בגובה של 200 ק"מ. ככל הנראה, הליום נוצר במהלך ריקבון של יסודות רדיואקטיביים במעיים של כדור הארץ. לכספית יש שדה מגנטי חלש וללא לוויינים.
וֵנוּס.זהו כוכב הלכת השני מהשמש והכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ - ה"כוכב" הבהיר ביותר בשמיים שלנו; לפעמים זה נראה אפילו במהלך היום. נוגה דומה לכדור הארץ במובנים רבים: גודלו וצפיפותו פחותים רק ב-5% מזו של כדור הארץ; כנראה, המעיים של נוגה דומים לאלו של כדור הארץ. פני השטח של נוגה מכוסים תמיד בשכבה עבה של עננים צהבהבים-לבנים, אך בעזרת מכ"מים זה נחקר בפירוט מסוים. סביב הציר נוגה מסתובבת בכיוון ההפוך (בכיוון השעון, במבט מהקוטב הצפוני) בפרק זמן של 243 ימי כדור הארץ. תקופת ההקפה שלו היא 225 ימים; לכן, יום ונוס (מהזריחה לזריחה הבאה) נמשך 116 ימי כדור הארץ.
ראה גםאסטרונומיה של רדאר.

וֵנוּס. תמונה אולטרה סגולה שצולמה מהתחנה הבין-כוכבית פיוניר ונוס מציגה את האטמוספירה של כוכב הלכת המלאה בצפיפות בעננים קלים יותר באזורי הקוטב (החלק העליון והתחתון של התמונה).

האטמוספירה של נוגה מורכבת בעיקר מפחמן דו חמצני (CO2) עם כמויות קטנות של חנקן (N2) ואדי מים (H2O). חומצה הידרוכלורית (HCl) וחומצה הידרופלואורית (HF) נמצאו כזיהומים קטנים. הלחץ על פני השטח הוא 90 בר (כמו בים כדור הארץ בעומק 900 מ'); הטמפרטורה היא כ-750 K על פני השטח כולו ביום ובלילה. הסיבה לטמפרטורה כה גבוהה ליד פני נוגה היא מה שלא ממש נקרא "אפקט החממה": קרני השמש עוברות בקלות יחסית דרך ענני האטמוספירה שלה ומחממות את פני כוכב הלכת, אך קרינה אינפרא אדומה תרמית מ. המשטח עצמו בורח דרך האטמוספירה בחזרה לחלל בקושי רב. ענני נוגה מורכבים מטיפות מיקרוסקופיות של חומצה גופרתית מרוכזת (H2SO4). שכבת העננים העליונה נמצאת במרחק של 90 ק"מ מפני השטח, הטמפרטורה שם היא בערך. 200 K; שכבה תחתונה - 30 ק"מ, טמפרטורה כ. 430 K. אפילו נמוך יותר כל כך חם שאין עננים. כמובן, אין מים נוזליים על פני נוגה. האטמוספרה של נוגה בגובה שכבת הענן העליונה מסתובבת באותו כיוון כמו פני השטח של כוכב הלכת, אבל הרבה יותר מהר, ועושה מהפכה תוך 4 ימים; תופעה זו נקראת סופררוטציה, ועדיין לא נמצא לה הסבר. תחנות אוטומטיות ירדו בצדי היום והלילה של נוגה. במהלך היום, פני השטח של כוכב הלכת מוארים באור שמש מפוזר בערך באותה עוצמה כמו ביום מעונן בכדור הארץ. הרבה ברקים נראו על נוגה בלילה. תחנות ונרה שידרו תמונות של אזורים קטנים באתרי הנחיתה, שבהם נראית קרקע סלעית. בסך הכל, הטופוגרפיה של נוגה נחקרה מתמונות מכ"ם ששודרו על ידי המסלולים Pioneer-Venera (1979), Venera-15 ו-16 (1983), ומגלן (1990). הפרטים הקטנים ביותר על הטובים שבהם הם בגודל של כ-100 מ'. בניגוד לכדור הארץ, אין לוחות יבשתיים מוגדרים בבירור על נוגה, אך מצוינים מספר גבהים גלובליים, למשל, ארץ אישתר בגודל של אוסטרליה. על פני נוגה, ישנם מכתשים רבים של מטאוריטים וכיפות געשיות. ברור שהקרום של נוגה דק, כך שהלבה המותכת מתקרבת לפני השטח ונשפכת עליו בקלות לאחר נפילת מטאוריטים. מכיוון שאין גשם או רוחות חזקות ליד פני נוגה, שחיקת פני השטח מתרחשת באיטיות רבה, ומבנים גיאולוגיים נותרים גלויים מהחלל במשך מאות מיליוני שנים. מעט ידוע על פנים נוגה. יש לו כנראה ליבת מתכת שתופסת 50% מהרדיוס שלו. אבל לכוכב הלכת אין שדה מגנטי בגלל סיבובו האיטי מאוד. לנוגה אין לוויינים.
כדור הארץ.כוכב הלכת שלנו הוא היחיד שבו רוב פני השטח (75%) מכוסים במים נוזליים. כדור הארץ הוא כוכב לכת פעיל, ואולי היחיד שחידוש פני השטח שלו נובע מטקטוניקת הלוחות, המתבטאת כרכסים באמצע האוקיינוס, קשתות איים וחגורות הרים מקופלות. התפלגות הגבהים של פני השטח המוצקים של כדור הארץ היא בי-מודאלית: המפלס הממוצע של קרקעית האוקיינוס ​​הוא 3900 מ' מתחת לפני הים, והיבשות, בממוצע, מתנשאות מעליו ב-860 מ' (ראה גם כדור הארץ). נתונים סיסמיים מצביעים על המבנה הבא של פנים כדור הארץ: קרום (30 ק"מ), מעטפת (עד עומק של 2900 ק"מ), ליבה מתכתית. חלק מהליבה נמס; השדה המגנטי של כדור הארץ נוצר שם, הלוכד את החלקיקים הטעונים של רוח השמש (פרוטונים ואלקטרונים) ויוצר סביב כדור הארץ שני אזורים טורואידים מלאים בהם - חגורות קרינה (חגורות ואן אלן), הממוקמות בגבהים של 4000 ו-17000 ק"מ. מפני השטח של כדור הארץ.
ראה גםגֵאוֹלוֹגִיָה; גיאומגנטיות.
האטמוספירה של כדור הארץ היא 78% חנקן ו-21% חמצן; היא תוצאה של אבולוציה ארוכה בהשפעת תהליכים גיאולוגיים, כימיים וביולוגיים. אולי האטמוספירה המוקדמת של כדור הארץ הייתה עשירה במימן, שברח לאחר מכן. הסרת הגזים של המעיים מילאה את האטמוספירה בפחמן דו חמצני ואדי מים. אבל האדים התעבו באוקיינוסים, והפחמן הדו חמצני נלכד בסלעי פחמתי. (מעניין שאם כל ה-CO2 ימלא את האטמוספירה כגז, אז הלחץ יהיה 90 בר, כמו על נוגה. ואם כל המים מתאדים, אז הלחץ יהיה 257 בר!). כך, חנקן נשאר באטמוספירה, וחמצן הופיע בהדרגה כתוצאה מהפעילות החיונית של הביוספרה. אפילו לפני 600 מיליון שנה, תכולת החמצן באוויר הייתה נמוכה פי 100 מזו הנוכחית (ראה גם אטמוספירה; אוקיינוס). ישנן אינדיקציות לכך שאקלים כדור הארץ משתנה בקנה מידה קצר (10,000 שנים) וארוך (100 מיליון שנה). הסיבה לכך עשויה להיות שינויים בתנועת המסלול של כדור הארץ, הטיית ציר הסיבוב, תדירות ההתפרצויות הגעשיות. תנודות בעוצמת קרינת השמש אינן נכללות. בעידן שלנו, פעילות האדם משפיעה גם על האקלים: פליטת גזים ואבק לאטמוספירה.
ראה גם
הפחתת חומצה;
זיהום אוויר ;
זיהום מים ;
השפלה סביבתית.
לכדור הארץ יש לוויין - הירח, שמקורו טרם נפרם.

כדור הארץ וירח מחשכת החלל Lunar Orbiter.

ירח.אחד הלוויינים הגדולים ביותר, הירח נמצא במקום השני אחרי כארון (הלווין של פלוטו) ביחס למסה של הלוויין והכוכב. הרדיוס שלו הוא 3.7, והמסה שלו קטנה פי 81 מזו של כדור הארץ. הצפיפות הממוצעת של הירח היא 3.34 גרם/סמ"ק, מה שמעיד על כך שאין לו ליבה מתכתית משמעותית. כוח הכבידה על פני הירח קטן פי 6 מזה של כדור הארץ. הירח סובב סביב כדור הארץ במסלול עם אקסצנטריות של 0.055. הנטייה של מישור מסלולו למישור קו המשווה של כדור הארץ נע בין 18.3° ל-28.6°, וביחס לאקליפטיקה - מ-4°59° ל-5°19°. הסיבוב היומי ומחזור המסלול של הירח מסונכרנים, כך שאנו תמיד רואים רק אחד מהמיספרות שלו. נכון, התנועות קטנות (ליברציות) של הירח מאפשרות לראות כ-60% משטחו תוך חודש. הסיבה העיקרית לליברציות היא שהסיבוב היומי של הירח מתרחש במהירות קבועה, ומחזור הדם - עם משתנה (בשל האקסצנטריות של המסלול). חלקים משטח הירח מחולקים זה מכבר על תנאי ל"ימי" ו"יבשתי". פני הים נראים כהים יותר, שוכבים נמוך יותר ומכוסים הרבה פחות במכתשי מטאוריטים מאשר פני השטח היבשתיים. הים מוצפים בלוואות בזלתיות, והיבשות מורכבות מסלעים אנורתוזיים עשירים בגלי שדה. אם לשפוט לפי מספר המכתשים הגדול, המשטחים היבשתיים עתיקים בהרבה מאלו של הים. הפצצת מטאוריטים אינטנסיבית גרמה לשכבה העליונה של קרום הירח להתפצל דק, והפכה את המטרים החיצוניים לאבקה הנקראת רגולית. אסטרונאוטים וחשושים רובוטיים החזירו דגימות של אדמה סלעית ורגולית מהירח. הניתוח הראה כי גיל פני הים הוא כ-4 מיליארד שנים. כתוצאה מכך, תקופת הפצצת המטאוריטים האינטנסיבית נופלת על 0.5 מיליארד השנים הראשונות לאחר היווצרות הירח לפני 4.6 מיליארד שנים. אז תדירות נפילת המטאוריטים והיווצרות מכתשים נותרה כמעט ללא שינוי ועדיין מסתכמת במכתש אחד בקוטר של ק"מ אחד ל-105 שנים.
ראה גםמחקר ושימוש בחלל.
סלעי הירח עניים ביסודות נדיפים (H2O, Na, K וכו') ובברזל, אך עשירים ביסודות עקשנים (Ti, Ca וכו'). רק בתחתית מכתשי הקוטב הירחיים יכולים להיות מרבצים של קרח, כמו על מרקורי. לירח אין למעשה אטמוספרה ואין ראיות לכך שאדמת הירח נחשפה אי פעם למים נוזליים. גם בו אין חומר אורגני - רק עקבות של כונדריטים פחמניים שנפלו עם מטאוריטים. היעדר מים ואוויר, כמו גם תנודות חזקות בטמפרטורת פני השטח (390 K ביום ו-120 K בלילה), הופכים את הירח לבלתי ראוי למגורים. הסיסמומטרים שנמסרו לירח אפשרו ללמוד משהו על פנים הירח. לעתים קרובות מתרחשות שם "רעידות ירח" חלשות, כנראה בגלל השפעת הגאות והשפל של כדור הארץ. הירח הומוגני למדי, יש לו ליבה קטנה צפופה וקרום בעובי של כ-65 ק"מ העשוי מחומרים קלים יותר, כאשר 10 הק"מ העליונים של הקרום נמחצו על ידי מטאוריטים כבר לפני 4 מיליארד שנה. אגני פגיעה גדולים מפוזרים באופן שווה על פני הירח, אך עובי הקרום בצד הנראה של הירח קטן יותר, ולכן 70% משטח הים מרוכז בו. ההיסטוריה של פני הירח ידועה בדרך כלל: לאחר תום שלב הפצצת המטאוריטים האינטנסיבית לפני 4 מיליארד שנה, המעיים עדיין היו חמים מספיק למשך כמיליארד שנים, ולבה הבזלתית נשפכה לים. ואז רק נפילה נדירה של מטאוריטים שינתה את פני הלוויין שלנו. אבל מקורו של הירח עדיין מתווכח. הוא יכול להיווצר מעצמו ואז להיתפס על ידי כדור הארץ; יכול היה להיווצר יחד עם כדור הארץ בתור הלוויין שלו; לבסוף, הוא יכול להיפרד מכדור הארץ במהלך תקופת ההיווצרות. האפשרות השנייה הייתה פופולרית עד לאחרונה, אך בשנים האחרונות נשקלה ברצינות השערת היווצרות הירח מהחומר שנפלט על ידי פרוטו-כדור הארץ במהלך התנגשות בגוף שמימי גדול. למרות הערפול של מקור מערכת כדור הארץ-ירח, ניתן לעקוב אחר התפתחותם הנוספת באופן אמין למדי. אינטראקציית גאות ושפל משפיעה באופן משמעותי על תנועתם של גרמי השמיים: הסיבוב היומי של הירח כמעט נפסק (תקופתו הפכה שווה לזו המסלולית), וסיבוב כדור הארץ מאט, ומעביר את התנע הזוויתי שלו לתנועת המסלול של הירח, שכתוצאה מכך מתרחק מכדור הארץ בכ-3 ס"מ בשנה. זה ייפסק כאשר סיבוב כדור הארץ יתיישר עם סיבוב הירח. אז כדור הארץ והירח יהפכו כל הזמן זה לזה על ידי צד אחד (כמו פלוטו וכרון), והיום והחודש שלהם ישתווה ל-47 ימים נוכחיים; במקרה זה, הירח יתרחק מאיתנו פי 1.4. נכון, המצב הזה לא יימשך לנצח, כי הגאות והשפל השמשית לא יפסיקו להשפיע על סיבוב כדור הארץ. ראה גם
ירח ;
מוצא הירח וההיסטוריה;
זרימה וזרימה.
מַאְדִים.מאדים דומה לכדור הארץ, אך כמעט מחצית מגודלו וצפיפות ממוצעת מעט נמוכה יותר. תקופת הסיבוב היומי (24 שעות 37 דקות) והטיית הציר (24 מעלות) כמעט ואינם שונים מאלה שעל פני כדור הארץ. לצופה ארצי, מאדים נראה ככוכב אדמדם, שבהירותו משתנה באופן ניכר; הוא מקסימום בתקופות של עימותים שחוזרים על עצמם בעוד קצת יותר משנתיים (למשל, באפריל 1999 וביוני 2001). מאדים קרוב ובהיר במיוחד בתקופות של התנגדות גדולה המתרחשת אם הוא עובר ליד פריהליון בזמן ההתנגדות; זה קורה כל 15-17 שנים (השנה הבאה היא באוגוסט 2003). טלסקופ על מאדים מציג אזורים כתומים בהירים ואזורים כהים יותר המשתנים בגוון עם עונות השנה. כובעי שלג לבנים בהירים מונחים על הקטבים. הצבע האדמדם של כוכב הלכת קשור לכמות גדולה של תחמוצות ברזל (חלודה) באדמתו. הרכב האזורים הכהים מזכיר כנראה בזלת יבשתית, בעוד שהאזורים הבהירים מורכבים מחומר מפוזר דק.

SURFACE OF MARS ליד גוש הנחיתה "ויקינג-1". שברי אבן גדולים בגודל של כ-30 ס"מ.

בעיקרון, הידע שלנו על מאדים מתקבל על ידי תחנות אוטומטיות. הפרודוקטיביים ביותר היו שני מסלולי מסלול ושתי נחיתות של משלחת הוויקינגים, שנחתו על מאדים ב-20 ביולי וב-3 בספטמבר 1976 באזורים של כריס (22°N, 48°W) ואוטופיה (48°N). ., 226° W), כאשר Viking 1 פועל עד נובמבר 1982. שניהם נחתו באזורים מוארים קלאסיים והגיעו למדבר חולי אדמדם זרוע אבנים כהות. 4 ביולי 1997 בדיקה "Mars Pathfinder" (ארה"ב) לעמק ארס (19° N, 34° W) הרכב האוטומטי הראשון שגילה סלעים מעורבים ואולי גם חלוקי נחל שהפכו במים ומעורבבים בחול ובחימר , מה שמעיד על שינויים חזקים באקלים המאדים ועל נוכחות של כמות גדולה של מים בעבר. האטמוספירה הנדירה של מאדים מורכבת מ-95% פחמן דו חמצני ו-3% חנקן. קיימות כמויות קטנות של אדי מים, חמצן וארגון. הלחץ הממוצע על פני השטח הוא 6 mbar (כלומר, 0.6% מכדור הארץ). בלחץ נמוך כל כך, לא יכולים להיות מים נוזליים. הטמפרטורה היומית הממוצעת היא 240 K, והמקסימום בקיץ בקו המשווה מגיע ל-290 K. תנודות הטמפרטורה היומיות הן כ-100 K. לפיכך, האקלים של מאדים הוא האקלים של מדבר קר ומיובש בגובה רב. בקווי הרוחב הגבוהים של מאדים, הטמפרטורות יורדות מתחת ל-150 K בחורף ופחמן דו חמצני (CO2) אטמוספרי קופא ונופל אל פני השטח כשלג לבן, ויוצר את מכסה הקוטב. עיבוי וסובלימציה תקופתית של מכסי הקוטב גורם לתנודות עונתיות בלחץ האטמוספרי ב-30%. עד סוף החורף, גבול כובע הקוטב יורד לקו הרוחב 45°-50°, ובקיץ נותר ממנו שטח קטן (קוטר 300 ק"מ בקוטב הדרומי ו-1000 ק"מ בצפון), ככל הנראה מורכב מ- קרח מים, שעוביו יכול להגיע ל-1-2 ק"מ. לפעמים רוחות חזקות נושבות על מאדים, ומעלות לאוויר ענני חול דק. סופות אבק חזקות במיוחד מתרחשות בסוף האביב בחצי הכדור הדרומי, כאשר מאדים עובר בפריהליון של המסלול וחום השמש גבוה במיוחד. במשך שבועות ואפילו חודשים, האווירה נעשית אטומה באבק צהוב. אורביטרים "ויקינגים" שידרו תמונות של דיונות חול חזקות בתחתית מכתשים גדולים. משקעי אבק משנים את המראה של פני השטח של מאדים מעונה לעונה עד כדי כך שהוא מורגש אפילו מכדור הארץ כשמסתכלים אותו דרך טלסקופ. בעבר, שינויים עונתיים אלה בצבע פני השטח נחשבו על ידי כמה אסטרונומים כסימנים לצמחייה על מאדים. הגיאולוגיה של מאדים מגוונת מאוד. מרחבים גדולים של חצי הכדור הדרומי מכוסים במכתשים ישנים שנותרו מתקופת הפצצות המטאוריטים הקדומות (לפני 4 מיליארד שנה). לפני שנים). חלק גדול מחצי הכדור הצפוני מכוסה בזרמי לבה צעירים יותר. מעניין במיוחד הוא ה-Tharsis Upland (10° N, 110° W), שעליו ממוקמים כמה הרים געשיים ענקיים. הגבוה מביניהם - הר האולימפוס - קוטר בבסיסו 600 ק"מ וגובהו 25 ק"מ. למרות שאין סימנים לפעילות געשית כעת, גיל זרמי הלבה אינו עולה על 100 מיליון שנה, וזה קטן בהשוואה לגיל כוכב הלכת העומד על 4.6 מיליארד שנים.

למרות שהרי געש עתיקים מצביעים על הפעילות החזקה של פעם בפנים המאדים, אין סימנים לטקטוניקת הלוחות: אין חגורות הרים מקופלות ואינדיקטורים אחרים של דחיסת קרום. עם זאת, יש שבר רב עוצמה, שהגדול שבהם - עמקי מרינר - משתרע מת'ארסיס מזרחה לאורך 4000 ק"מ ברוחב מרבי של 700 ק"מ ועומק של 6 ק"מ. אחת התגליות הגיאולוגיות המעניינות ביותר שנעשו על בסיס תצלומים מחלליות הייתה העמקים המתפתלים באורך מאות קילומטרים, המזכירים את ערוצי נהרות ארציים המיובשים. זה מרמז על אקלים נוח יותר בעבר, כאשר ייתכן שהטמפרטורות והלחצים היו גבוהים יותר ונהרות זרמו על פני מאדים. נכון, מיקומם של העמקים באזורים הדרומיים של מאדים, כבדי המכתש, מעיד על כך שהיו נהרות על מאדים לפני זמן רב מאוד, כנראה ב-0.5 מיליארד השנים הראשונות של התפתחותו. מים שוכבים כעת על פני השטח כקרח במכסות הקוטב ואולי מתחת לפני השטח כשכבה של פרמאפרוסט. המבנה הפנימי של מאדים אינו מובן היטב. הצפיפות הממוצעת הנמוכה שלו מעידה על היעדר ליבה מתכתית משמעותית; בכל מקרה, הוא אינו נמס, מה שנובע מהיעדר שדה מגנטי על מאדים. הסיסמומטר על גוש הנחיתה של מנגנון ה-Viking-2 לא תיעד את הפעילות הסייסמית של כוכב הלכת במשך שנתיים של פעולה (ה-Seismometer לא פעל על ה-Viking-1). למאדים יש שני לוויינים קטנים - פובוס ודימוס. שניהם בעלי צורה לא סדירה, מכוסים במכתשי מטאוריט, וסביר להניח שהם אסטרואידים שנלכדו על ידי כוכב הלכת בעבר הרחוק. פובוס מסתובב סביב כוכב הלכת במסלול נמוך מאוד וממשיך להתקרב למאדים בהשפעת הגאות והשפל; מאוחר יותר הוא ייהרס על ידי כוח המשיכה של הפלנטה.
צדק.כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש, צדק, גדול פי 11 מכדור הארץ ופי 318 מסיבי ממנו. הצפיפות הממוצעת הנמוכה שלו (1.3 גרם/סמ"ק) מעידה על הרכב הקרוב לזה של השמש: בעיקר מימן והליום. הסיבוב המהיר של צדק סביב צירו גורם לדחיסת הקוטב שלו ב-6.4%. טלסקופ על צדק מציג פסי ענן מקבילים לקו המשווה; אזורי אור בהם משובצים בחגורות אדמדמות. סביר להניח שאזורי האור הם אזורים של עליית מים שבהם נראים ראשי ענני אמוניה; חגורות אדמדמות קשורות לשקעים, שצבעם הבהיר נקבע על ידי אמוניום הידרוסולפט, כמו גם תרכובות של זרחן אדום, גופרית ופולימרים אורגניים. בנוסף למימן והליום, CH4, NH3, H2O, C2H2, C2H6, HCN, CO, CO2, PH3 ו-GeH4 זוהו באטמוספירה של צדק באופן ספקטרוסקופי. הטמפרטורה בראש ענני האמוניה היא 125 K, אך היא עולה ב-2.5 K/km עם העומק. בעומק של 60 ק"מ צריכה להיות שכבת ענני מים. מהירויות תנועת העננים באזורים ובחגורות השכנות שונות באופן משמעותי: למשל, בחגורה המשוונית, עננים נעים מזרחה ב-100 מ' לשנייה מהר יותר מאשר באזורים שכנים. ההבדל במהירויות גורם למערבולת חזקה בגבולות של אזורים וחגורות, מה שהופך את צורתם למורכבת מאוד. אחד הביטויים לכך הוא כתמים מסתובבים סגלגלים, שהגדול שבהם - הכתם האדום הגדול - התגלה לפני יותר מ-300 שנה על ידי קאסיני. נקודה זו (25,000-15,000 ק"מ) גדולה יותר מדיסקת כדור הארץ; יש לו מבנה ציקלוני ספירלי ועושה מהפכה אחת סביב צירו תוך 6 ימים. שאר הכתמים קטנים יותר ומשום מה כולם לבנים.

לצדק אין משטח מוצק. השכבה העליונה של כוכב הלכת באורך של 25% מהרדיוס מורכבת ממימן נוזלי והליום. למטה, כאשר הלחץ עולה על 3 מיליון בר והטמפרטורה היא 10,000 K, מימן עובר למצב מתכתי. יתכן שבסמוך למרכז כוכב הלכת יש ליבה נוזלית של יסודות כבדים יותר עם מסה כוללת של כ-10 מסות כדור הארץ. במרכז הלחץ הוא כ-100 מיליון בר והטמפרטורה היא 20-30 אלף K. פנים מתכתיים נוזליים והסיבוב המהיר של כוכב הלכת גרמו לשדה המגנטי החזק שלו, החזק פי 15 מזה של כדור הארץ. המגנטוספירה הענקית של צדק, עם חגורות קרינה חזקות, משתרעת מעבר למסלוליהם של ארבעת הלוויינים הגדולים שלו. הטמפרטורה במרכז צדק תמיד הייתה נמוכה מהנדרש להתרחשות תגובות תרמו-גרעיניות. אבל עתודות החום הפנימיות של צדק, שנותרו מתקופת ההיווצרות, הן גדולות. אפילו עכשיו, 4.6 מיליארד שנים מאוחר יותר, הוא פולט בערך אותה כמות חום כמו שהוא מקבל מהשמש; במיליון שנות האבולוציה הראשונות, עוצמת הקרינה של צדק הייתה גבוהה פי 104. מכיוון שזה היה עידן היווצרותם של לוויינים גדולים של כוכב הלכת, אין זה מפתיע שהרכבם תלוי במרחק לצדק: לשניים הקרובים ביותר אליו - איו ואירופה - יש צפיפות גבוהה למדי (3.5 ו-3.0 גרם/ cm3), והרחוקים יותר - גנימד וקליסטו - מכילים הרבה קרח מים ולכן הם פחות צפופים (1.9 ו-1.8 גרם/סמ"ק).
לוויינים.לצדק יש לפחות 16 לוויינים וטבעת חלשה: הוא מרוחק 53,000 ק"מ משכבת ​​הענן העליונה, רוחבו 6,000 ק"מ, וככל הנראה מורכב מחלקיקים מוצקים קטנים וכהים מאוד. ארבעת הירחים הגדולים ביותר של צדק נקראים גליליים מכיוון שהם התגלו על ידי גלילאו בשנת 1610; ללא תלות בו, באותה שנה, הם התגלו על ידי האסטרונום הגרמני מריוס, שנתן להם את שמותיהם הנוכחיים - איו, אירופה, גנימד וקליסטו. הקטן מבין הלוויינים - אירופה - קטן מעט מהירח, וגנימד גדול ממרקורי. כולם נראים דרך משקפת.

על פני איו גילו הוויאג'רס כמה הרי געש פעילים, שפלטו חומר מאות קילומטרים לאוויר. פני השטח של איו מכוסים במרבצי גופרית אדמדמים וכתמים בהירים של דו תחמוצת הגופרית - תוצרים של התפרצויות געשיות. בצורת גז, דו תחמוצת הגופרית יוצרת אטמוספירה נדירה ביותר של איו. האנרגיה של פעילות געשית נלקחת מהשפעת הגאות והשפל של כוכב הלכת על הלוויין. מסלולו של איו עובר בחגורות הקרינה של צדק, וכבר הוכח זה מכבר שהלוויין מקיים אינטראקציה חזקה עם המגנטוספרה, וגורם בה להתפרצויות רדיו. ב-1973 התגלה טורוס של אטומי נתרן זוהרים לאורך מסלול איו; מאוחר יותר נמצאו שם יוני גופרית, אשלגן וחמצן. חומרים אלה נדפקים על ידי פרוטונים אנרגטיים של חגורות הקרינה ישירות מפני השטח של איו, או מהנומרות הגזים של הרי געש. למרות שהשפעת הגאות והשפל של צדק על אירופה חלשה יותר מאשר על איו, ייתכן שגם חלקו הפנימי נמס. מחקרים ספקטרליים מראים שלאירופה יש קרח מים על פני השטח, וסביר להניח שהגוון האדמדם שלה נובע מזיהום גופרית מאיו. היעדר כמעט מוחלט של מכתשי פגיעה מעיד על הנעורים הגיאולוגיים של פני השטח. הקפלים והפגמים של פני הקרח של אירופה דומים לשדות הקרח של הים הקוטביים של כדור הארץ; כנראה שבאירופה יש מים נוזליים מתחת לשכבת קרח. גנימד הוא הירח הגדול ביותר במערכת השמש. צפיפותו נמוכה; זה כנראה חצי סלע וחצי קרח. פני השטח שלו נראים מוזרים ומראים סימנים של התפשטות קרום, אולי מלווה בתהליך ההתמיינות התת-קרקעית. קטעי פני המכתש העתיקים מופרדים על ידי תעלות צעירות יותר, באורך מאות קילומטרים וברוחב 1-2 ק"מ, השוכנות במרחק של 10-20 ק"מ זו מזו. סביר להניח שמדובר בקרח צעיר יותר, שנוצר על ידי שפיכת מים דרך סדקים מיד לאחר התמיינות לפני כ-4 מיליארד שנים. קליסטו דומה לגנימד, אך אין סימני תקלות על פניו; כל זה ישן מאוד עם מכתשים כבדים. פני השטח של שני הלוויינים מכוסים בקרח עם סלעים מסוג רגוליטים. אבל אם בגנימד הקרח הוא כ-50%, אז בקליסטו הוא פחות מ-20%. הרכב הסלעים של גנימד וקליסטו דומה כנראה לזה של מטאוריטים פחמניים. לירחיו של צדק אין אטמוספירה, למעט הגז הוולקני הנדיר SO2 על Io. מתוך תריסר הירחים הקטנים של צדק, ארבעה קרובים יותר לכוכב הלכת מהגליליים; הגדול שבהם, אמלתיאה, הוא חפץ מכתש בעל צורה לא סדירה (מידות 270*166*150 ק"מ). פני השטח הכהים שלו - אדום מאוד - אולי כוסו באפור מאיו. הלוויינים הקטנים החיצוניים של צדק מחולקים לשתי קבוצות בהתאם למסלוליהם: 4 קרובים יותר לכוכב הלכת פונים בכיוון קדימה (ביחס לסיבוב כוכב הלכת), ו-4 מרוחקים יותר - בכיוון ההפוך. כולם קטנים וחשוכים; הם כנראה נלכדו על ידי צדק מבין האסטרואידים של הקבוצה הטרויאנית (ראה ASTEROID).
שַׁבְתַאִי.כוכב הלכת הענק השני בגודלו. זהו כוכב לכת מימן-הליום, אך השפע היחסי של הליום בשבתאי קטן מזה של צדק; מתחת והצפיפות הממוצעת שלו. הסיבוב המהיר של שבתאי מוביל לאיחויות הגדולה שלו (11%).

SATURN וירחיו, שצולמו במהלך המעבר של גשושית החלל וויאג'ר.

בטלסקופ, הדיסק של שבתאי לא נראה מרהיב כמו צדק: יש לה צבע חום-כתום וחגורות ואזורים בעלי ביטוי חלש. הסיבה היא שהאזורים העליונים של האטמוספירה שלו מלאים בערפל אמוניה מפזר אור (NH3). שבתאי רחוק יותר מהשמש, ולכן הטמפרטורה של האטמוספירה העליונה שלו (90 K) נמוכה ב-35 K מזו של צדק, והאמוניה נמצאת במצב מעובה. עם העומק, טמפרטורת האטמוספירה עולה ב-1.2 K/km, כך שמבנה הענן דומה לזה של צדק: יש שכבה של ענני מים מתחת לשכבת ענן האמוניום הידרוסולפט. בנוסף למימן והליום, CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 ו-PH3 זוהו באופן ספקטרוסקופי באטמוספירה של שבתאי. מבחינת המבנה הפנימי, שבתאי דומה גם לצדק, אם כי בשל המסה הקטנה שלו יש לו לחץ וטמפרטורה נמוכים יותר במרכז (75 מיליון בר ו-10,500 K). השדה המגנטי של שבתאי דומה לזה של כדור הארץ. כמו צדק, שבתאי מייצר חום פנימי, פי שניים ממה שהוא מקבל מהשמש. נכון, יחס זה גדול מזה של צדק, כי שבתאי, הממוקם פי שניים, מקבל פי ארבעה פחות חום מהשמש.
טבעות של שבתאי. שבתאי מוקף במערכת עוצמתית ייחודית של טבעות עד למרחק של 2.3 רדיוסים פלנטריים. ניתן להבחין ביניהם בקלות כאשר צופים בהם דרך טלסקופ, וכאשר חוקרים אותם מטווח קרוב, הם מראים מגוון יוצא דופן: מטבעת B מאסיבית לטבעת F צרה, מגלי צפיפות ספירלה ועד ל"חישורים" המוארכים באופן רדיאלי לחלוטין שהתגלו על ידי וויאג'רס. . החלקיקים הממלאים את הטבעות של שבתאי משקפים אור הרבה יותר טוב מהחומר של הטבעות הכהות של אורנוס ונפטון; המחקר שלהם בטווחים ספקטרליים שונים מראה כי מדובר ב"כדורי שלג מלוכלכים" במידות בסדר גודל של מטר. שלוש הטבעות הקלאסיות של שבתאי, לפי הסדר מהחיצוניות לפנימיות, מסומנות באותיות A, B ו-C. הטבעת B צפופה למדי: אותות רדיו מוויאג'ר כמעט ולא עברו דרכה. הפער של 4000 ק"מ בין טבעות A ל-B, הנקרא ביקוע (או מרווח) Cassini, אינו ממש ריק, אך ניתן להשוואה בצפיפותו לטבעת C החיוורת, שנקראה בעבר טבעת הקרפ. ליד הקצה החיצוני של טבעת A, יש פיסורה של אנקה פחות גלויה. ב-1859 הגיע מקסוול למסקנה שהטבעות של שבתאי חייבות להיות מורכבות מחלקיקים בודדים המקיפים את כוכב הלכת. בסוף המאה ה-19 זה אושר על ידי תצפיות ספקטרליות, שהראו שהחלקים הפנימיים של הטבעות מסתובבים מהר יותר מהחלקים החיצוניים. מכיוון שהטבעות שוכנות במישור קו המשווה של כוכב הלכת, מה שאומר שהן נוטות למישור המסלול ב-27 מעלות, כדור הארץ נופל לתוך מישור הטבעות פעמיים ב-29.5 שנים, ואנו צופים בהן בקצה. ברגע זה הטבעות "נעלמות", מה שמוכיח את עובין הקטן מאוד - לא יותר מכמה קילומטרים. תמונות מפורטות של הטבעות שצולמו על ידי Pioneer 11 (1979) ו-Voyagers (1980 ו-1981) הראו מבנה הרבה יותר מורכב מהצפוי. הטבעות מחולקות למאות צלצולים בודדים ברוחב טיפוסי של כמה מאות קילומטרים. אפילו בפער קאסיני היו לפחות חמש טבעות. ניתוח מפורט הראה שהטבעות אינן הומוגניות הן בגודלן והן, אולי, בהרכב החלקיקים. המבנה המורכב של הטבעות נובע כנראה מהשפעת הכבידה של לוויינים קטנים הקרובים אליהם, שלא נחשדו קודם לכן. כנראה שהחריגה ביותר היא טבעת ה-F הדקה ביותר, שהתגלתה ב-1979 על ידי פיוניר במרחק של 4000 ק"מ מהקצה החיצוני של טבעת A. מאוחר יותר, וויאג'ר 2 מצאה את המבנה של טבעת F הרבה יותר פשוט: "גדילי" החומר כבר לא היו שלובים זה בזה. מבנה זה וההתפתחות המהירה שלו נובעים בחלקם מהשפעתם של שני לוויינים קטנים (פרומתאוס ופנדורה) הנעים בקצוות החיצוניים והפנימיים של טבעת זו; הם נקראים "כלבי שמירה". עם זאת, נוכחותם של גופים קטנים עוד יותר או הצטברויות זמניות של חומר בתוך טבעת ה-F עצמה אינה נכללת.
לוויינים.לשבתאי יש לפחות 18 ירחים. רובם כנראה קפואים. לחלקם יש מסלולים מעניינים מאוד. לדוגמה, ליאנוס ולאפימתאוס יש כמעט אותם רדיוסים מסלוליים. במסלול של דיונה, 60 מעלות לפניה (מיקום זה נקרא נקודת הלגראנג' המובילה), הלוויין הקטן יותר הלנה נע. טטיס מלווה בשני לוויינים קטנים - טלסטו וקליפסו - בנקודות הלגרנז' המובילות והאחרות של מסלולו. הרדיוסים והמסה של שבעה לוויינים של שבתאי (מימאס, אנצלדוס, טטיס, דיונה, ריאה, טיטאן ואיפטוס) נמדדו בדיוק טוב. כולם בעיקר קפואים. לאלה הקטנים יותר יש צפיפות של 1-1.4 גרם/סמ"ק, שהיא קרובה לצפיפות של קרח מים עם ערבוב פחות או יותר של סלעים. עדיין לא ברור אם הם מכילים מתאן וקרח אמוניה. הצפיפות הגבוהה יותר של טיטאן (1.9 גרם/סמ"ק) היא תוצאה של המסה הגדולה שלו, הגורמת לדחיסה של הפנים. בקוטר ובצפיפות, טיטאן דומה מאוד לגנימד; כנראה יש להם את אותו מבנה פנימי. טיטאן הוא הירח השני בגודלו במערכת השמש, וייחודו בכך שיש לו אטמוספירה חזקה קבועה, המורכבת בעיקר מחנקן וכמות קטנה של מתאן. הלחץ על פני השטח שלו הוא 1.6 בר, הטמפרטורה היא 90 K. בתנאים כאלה, מתאן נוזלי יכול להיות על פני השטח של טיטאן. השכבות העליונות של האטמוספירה עד לגבהים של 240 ק"מ מלאות בעננים כתומים, ככל הנראה מורכבים מחלקיקים של פולימרים אורגניים המסונתזים בהשפעת הקרניים האולטרה סגולות של השמש. שאר הירחים של שבתאי קטנים מכדי שתהיה להם אטמוספירה. המשטחים שלהם מכוסים בקרח ומכותרים בכבדות. רק על פני השטח של אנצלדוס יש פחות מכתשים באופן משמעותי. ככל הנראה, השפעת הגאות והשפל של שבתאי שומרת על קרביו במצב מותך, ופגיעות מטאוריטים מובילות לשפיכת מים ולמילוי המכתשים. כמה אסטרונומים מאמינים שחלקיקים מפני השטח של אנקלדוס יצרו טבעת E רחבה לאורך מסלולו. מעניין מאוד הלוויין Iapetus, שבו חצי הכדור האחורי (ביחס לכיוון התנועה המסלולית) מכוסה בקרח ומחזיר 50% מהאור הנכנס, והחצי הכדור הקדמי כה כהה שהוא מחזיר רק 5% מהאור. ; הוא מכוסה במשהו כמו חומר של מטאוריטים פחמניים. ייתכן שהחומר שנפלט בהשפעת פגיעות מטאוריט מפני השטח של הלווין החיצוני של שבתאי פיבי נופל על חצי הכדור הקדמי של איפטוס. באופן עקרוני זה אפשרי, שכן פיבי נעה במסלול בכיוון ההפוך. בנוסף, פני השטח של פיבי כהים למדי, אך אין עדיין נתונים מדויקים עליהם.
אוּרָנוּס.אורנוס הוא תרשיש ונראה חסר תכונה מכיוון שהאטמוספירה העליונה שלו מלאה בערפל, שדרכו הגשושית וויאג'ר 2 שטסה לידו ב-1986 בקושי יכלה לראות כמה עננים. ציר כוכב הלכת נוטה לציר המסלול ב-98.5°, כלומר. שוכב כמעט במישור המסלול. לכן, כל אחד מהקטבים מופנה ישירות לשמש למשך זמן מה, ואז נכנס לצל למשך חצי שנה (42 שנות כדור הארץ). האטמוספירה של אורנוס מכילה בעיקר מימן, 12-15% הליום ועוד כמה גזים. טמפרטורת האטמוספירה היא כ-50 K, אם כי בשכבות הנדירות העליונות היא עולה ל-750 K ביום ו-100 K בלילה. השדה המגנטי של אורנוס חלש מעט מחוזק כדור הארץ על פני השטח, והציר שלו נוטה לציר הסיבוב של כוכב הלכת ב-55 מעלות. מעט ידוע על המבנה הפנימי של הפלנטה. שכבת העננים משתרעת ככל הנראה לעומק של 11,000 ק"מ, ואחריה אוקיינוס ​​מים חמים בעומק 8,000 ק"מ, ומתחתיו ליבת אבן מותכת ברדיוס של 7,000 ק"מ.
טבעות.בשנת 1976 התגלו טבעות ייחודיות של אורנוס, המורכבות מטבעות דקות נפרדות, שהרחבה שבהן בעובי של 100 ק"מ. הטבעות ממוקמות בטווח המרחקים שבין 1.5 ל-2.0 רדיוסים של כוכב הלכת ממרכזו. בניגוד לטבעות שבתאי, הטבעות של אורנוס מורכבות מסלעים כהים גדולים. מאמינים שבכל טבעת נעים לוויין קטן או אפילו שני לוויינים, כמו בטבעת F של שבתאי.
לוויינים. 20 ירחים של אורנוס התגלו. הגדולים ביותר - טיטאניה ואוברון - בקוטר של 1500 ק"מ. יש עוד 3 גדולים, בגודל של יותר מ-500 ק"מ, השאר קטנים מאוד. ספקטרום פני השטח של חמישה לוויינים גדולים מצביעים על כמות גדולה של קרח מים. פני השטח של כל הלוויינים מכוסים במכתשי מטאוריטים.
נפטון.חיצונית, נפטון דומה לאורנוס; הספקטרום שלו נשלט גם על ידי פסי מתאן ומימן. זרימת החום מנפטון עולה משמעותית על עוצמת החום הסולארי הנכנס עליו, מה שמעיד על קיומו של מקור אנרגיה פנימי. אולי חלק ניכר מהחום הפנימי משתחרר כתוצאה מגאות ושפל הנגרמים על ידי הירח המאסיבי טריטון, שמסתובב בכיוון ההפוך במרחק של 14.5 רדיוסים פלנטריים. וויאג'ר 2, שטסה ב-1989 במרחק של 5000 ק"מ משכבת ​​הענן, גילתה 6 לוויינים נוספים ו-5 טבעות ליד נפטון. באטמוספירה התגלו הכתם האפל הגדול ומערכת מורכבת של זרמי מערבולת. פני השטח הוורדרדים של טריטון חשפו פרטים גיאולוגיים מדהימים, כולל גייזרים רבי עוצמה. הלוויין פרוטאוס שהתגלה על ידי וויאג'ר התברר כגדול יותר מנריד, שהתגלה מכדור הארץ ב-1949.
פלוטו.לפלוטו יש מסלול מוארך ומוטה מאוד; בפריהליון הוא מתקרב לשמש ב-29.6 AU. ומוסר באפליון ב-49.3 AU. פלוטו עבר פריהליון ב-1989; מ-1979 עד 1999 הוא היה קרוב יותר לשמש מאשר נפטון. עם זאת, בשל הנטייה הגדולה של מסלולו של פלוטו, דרכו לעולם לא מצטלבת עם נפטון. טמפרטורת פני השטח הממוצעת של פלוטו היא 50 K, הוא משתנה מאפליון לפריהליון ב-15 K, וזה די בולט בטמפרטורות נמוכות כל כך. בפרט, זה מוביל להופעת אטמוספירת מתאן נדירה במהלך תקופת מעבר הפריהליון של כוכב הלכת, אך הלחץ שלה קטן פי 100,000 מהלחץ של האטמוספירה של כדור הארץ. פלוטו לא יכול להחזיק אטמוספירה לאורך זמן מכיוון שהיא קטנה מהירח. לירח פלוטו כרון לוקח 6.4 ימים להקיף קרוב לכוכב הלכת. מסלולו נוטה מאוד לאקליפטיקה, כך שליקויי חמה מתרחשים רק בתקופות נדירות של מעבר כדור הארץ במישור מסלולו של כרון. הבהירות של פלוטו משתנה באופן קבוע עם תקופה של 6.4 ימים. לכן, פלוטו מסתובב באופן סינכרוני עם כארון ויש לו כתמים גדולים על פני השטח. ביחס לגודל כוכב הלכת, כרון גדול מאוד. פלוטו-כארון מכונה לעתים קרובות "כוכב לכת כפול". פעם, פלוטו נחשב ללוויין "נמלט" של נפטון, אך לאחר גילויו של כרון, זה נראה לא סביר.
כוכבי לכת: ניתוח השוואתי
מבנה פנימי. ניתן לחלק את העצמים של מערכת השמש מבחינת המבנה הפנימי שלהם ל-4 קטגוריות: 1) שביטים, 2) גופים קטנים, 3) כוכבי לכת יבשתיים, 4) ענקי גזים. שביטים הם גופים קפואים פשוטים עם הרכב והיסטוריה מיוחדים. קטגוריית הגופים הקטנים כוללת את כל שאר העצמים השמימיים עם רדיוסים של פחות מ-200 ק"מ: גרגרי אבק בין-פלנטריים, חלקיקי טבעות פלנטריות, לוויינים קטנים ורוב האסטרואידים. במהלך האבולוציה של מערכת השמש, כולם איבדו את החום המשתחרר במהלך ההצטברות הראשונית והתקררו, ולא היו גדולים מספיק כדי להתחמם בגלל ההתפרקות הרדיואקטיבית המתרחשת בהם. כוכבי לכת מסוג כדור הארץ מגוונים מאוד: ממרקורי "הברזל" ועד למערכת הקרח המסתורית פלוטו-כרון. בנוסף לכוכבי הלכת הגדולים ביותר, השמש מסווגת לפעמים כענקית גז. הפרמטר החשוב ביותר שקובע את הרכב כוכב הלכת הוא הצפיפות הממוצעת (מסה כוללת חלקי נפח כולל). ערכו מציין מיד איזה סוג של כוכב לכת - "אבן" (סיליקטים, מתכות), "קרח" (מים, אמוניה, מתאן) או "גז" (מימן, הליום). למרות שהמשטחים של מרקורי והירח דומים להפליא, ההרכב הפנימי שלהם שונה לחלוטין, שכן הצפיפות הממוצעת של מרקורי גבוהה פי 1.6 מזו של הירח. יחד עם זאת, המסה של כספית קטנה, מה שאומר שצפיפותו הגבוהה נובעת בעיקר לא מדחיסת החומר בפעולת הכבידה, אלא מהרכב כימי מיוחד: כספית מכילה 60-70% מתכות ו-30 -40% מהסיליקטים במסה. תכולת המתכת ליחידת מסה של מרקורי גבוהה משמעותית מזו של כל כוכב לכת אחר. נוגה מסתובבת כל כך לאט שהתנפחות המשוונית שלו נמדדת רק בשברירי מטר (בכדור הארץ - 21 ק"מ) ואינה יכולה כלל לומר דבר על המבנה הפנימי של כוכב הלכת. שדה הכבידה שלו מתאם עם הטופוגרפיה של פני השטח, בניגוד לכדור הארץ, שבו היבשות "צפות". ייתכן שהיבשות של נוגה מקובעות על ידי קשיחות המעטפת, אך ייתכן שהטופוגרפיה של נוגה נשמרת באופן דינמי על ידי הסעה נמרצת במעטפת שלה. פני כדור הארץ צעירים בהרבה משטחי גופים אחרים במערכת השמש. הסיבה לכך היא בעיקר העיבוד האינטנסיבי של חומר הקרום כתוצאה מטקטוניקת הלוחות. לשחיקה תחת פעולת מים נוזליים יש גם השפעה ניכרת. פני השטח של רוב כוכבי הלכת והירחים נשלטים על ידי מבני טבעת הקשורים למכתשים או להרי געש; על פני כדור הארץ, טקטוניקת הלוחות גרמה לרמות העליות והשפלה העיקריות שלה להיות ליניאריות. דוגמה לכך היא רכסי הרים שמתנשאים במקום שבו שני לוחות מתנגשים; תעלות אוקיאניות המסמנות מקומות שבהם לוחית אחת עוברת מתחת לאחרת (אזורי הכרעה); כמו גם רכסים באמצע האוקיינוס ​​באותם מקומות שבהם שני לוחות מתפצלים תחת פעולת הקרום הצעיר היוצא מהמעטפת (אזור ההתפשטות). לפיכך, ההקלה על פני כדור הארץ משקפת את הדינמיקה של פנים כדור הארץ. דגימות קטנות של המעטפת העליונה של כדור הארץ הופכות לזמינות למחקר מעבדה כאשר הן עולות אל פני השטח כחלק מסלעי בטן. ידועים תכלילים אולטרה-מאפיים (אולטרה-בסיסיים, דלים בסיליקטים ועשירים ב-Mg ו-Fe), המכילים מינרלים שנוצרים רק בלחץ גבוה (לדוגמה, יהלום), וכן מינרלים זוגיים שיכולים להתקיים במקביל רק אם נוצרו בלחץ גבוה. תכלילים אלו אפשרו להעריך בדיוק מספיק את הרכב המעטפת העליונה עד לעומק של כ. 200 ק"מ. ההרכב המינרלי של המעטפת העמוקה אינו ידוע היטב, שכן אין עדיין נתונים מדויקים על התפלגות הטמפרטורה עם העומק, והשלבים העיקריים של מינרלים עמוקים לא שוחזרו במעבדה. ליבת כדור הארץ מחולקת לחיצוני ופנימי. הליבה החיצונית אינה מעבירה גלים סיסמיים רוחביים, ולכן היא נוזלית. עם זאת, בעומק של 5200 ק"מ, חומר הליבה מתחיל שוב להוליך גלים רוחביים, אך במהירות נמוכה; זה אומר שהליבה הפנימית "קפואה" חלקית. צפיפות הליבה נמוכה מזו של נוזל ברזל-ניקל טהור, כנראה בגלל ערבוב של גופרית. רבע משטח המאדים תפוס על ידי גבעת ת'ארסיס, שעלתה ב-7 ק"מ ביחס לרדיוס הממוצע של כוכב הלכת. על זה ממוקמים רוב הרי הגעש, שבמהלך היווצרותם הלבה התפשטה למרחק רב, שאופייני לסלעים מותכים עשירים בברזל. אחת הסיבות לגודלם העצום של הרי הגעש של מאדים (הגדולים ביותר במערכת השמש) היא שבניגוד לכדור הארץ, למאדים אין לוחות הנעים ביחס לכיסים חמים במעטפת, ולכן להרי געש לוקח הרבה זמן לצמוח במקום אחד. . למאדים אין שדה מגנטי ולא זוהתה פעילות סיסמית. באדמתו היו תחמוצות ברזל רבות, מה שמעיד על בידול חלש של הפנים.
חמימות פנימית.כוכבי לכת רבים מקרינים יותר חום ממה שהם מקבלים מהשמש. כמות החום שנוצרת ונאגרת במעיים של כדור הארץ תלויה בהיסטוריה שלו. עבור כוכב לכת מתעורר, הפצצת מטאוריטים היא מקור החום העיקרי; ואז חום משתחרר במהלך ההתמיינות של הפנים, כאשר הרכיבים הצפופים ביותר, כגון ברזל וניקל, מתיישבים לכיוון המרכז ויוצרים את הליבה. צדק, שבתאי ונפטון (אך לא אורנוס משום מה) עדיין מקרינים את החום שאסרו כאשר נוצרו לפני 4.6 מיליארד שנים. עבור כוכבי לכת ארציים, מקור חשוב לחימום בעידן הנוכחי הוא ריקבון של יסודות רדיואקטיביים - אורניום, תוריום ואשלגן - שהיו בכמויות קטנות בהרכב הכונדריט (השמש) המקורי. פיזור אנרגיית התנועה בעיוותי גאות ושפל - מה שמכונה "פיזור הגאות והשפל" - הוא מקור החימום העיקרי של Io והוא ממלא תפקיד משמעותי בהתפתחותם של כמה כוכבי לכת, שסיבובם (למשל, מרקורי) הואט. למטה על ידי הגאות.
הסעה במעטפת. אם הנוזל מחומם חזק מספיק, מתפתחת בו הסעה, שכן מוליכות תרמית וקרינה לא יכולים להתמודד עם שטף החום המסופק במקום. זה אולי נראה מוזר לומר שהפנים של כוכבי לכת יבשתיים מכוסים בהסעה, כמו נוזל. האם איננו יודעים שעל פי נתונים סייסמולוגיים, גלים רוחביים מתפשטים במעטפת כדור הארץ, וכתוצאה מכך, המעטפת אינה מורכבת מנוזל, אלא מסלעים מוצקים? אבל בואו ניקח שפכטל זכוכית רגיל: בלחץ איטי הוא מתנהג כמו נוזל צמיג, בלחץ חד - כמו גוף אלסטי, ובפגיעה - כמו אבן. המשמעות היא שכדי להבין כיצד מתנהג החומר, עלינו לקחת בחשבון באיזה קנה מידה מתרחשים תהליכים. גלים סיסמיים רוחביים עוברים בבטן כדור הארץ תוך דקות. בסולם זמן גיאולוגי הנמדד במיליוני שנים, סלעים מתעוותים באופן פלסטי אם מופעל עליהם כל הזמן מתח משמעותי. מדהים שקרום כדור הארץ עדיין מתיישר וחוזר לצורתו הקודמת, שהייתה לו לפני הקרחון האחרון, שהסתיים לפני 10,000 שנה. לאחר שחקר את עידן החופים המרומים של סקנדינביה, חישב נ' חסקל ב-1935 שצמיגות מעטפת כדור הארץ גדולה פי 1023 מצמיגות מים נוזליים. אבל גם באותו זמן, ניתוח מתמטי מראה שמעטפת כדור הארץ נמצאת במצב של הסעה אינטנסיבית (ניתן לראות תנועה כזו של פנים כדור הארץ בסרט מואץ, שבו חולפות מיליון שנים בשנייה). חישובים דומים מראים שגם לוונוס, מאדים ובמידה פחותה גם מרקורי והירח יש מעטפות הסעה. אנחנו רק מתחילים לפענח את טבעה של הסעה בכוכבי לכת ענקיים בגז. ידוע שתנועות הסעה מושפעות מאוד מהסיבוב המהיר הקיים בכוכבי לכת ענקיים, אך קשה מאוד לחקור ניסוי הסעה בכדור מסתובב עם משיכה מרכזית. עד כה, הניסויים המדויקים ביותר מסוג זה בוצעו במיקרו-כבידה במסלול קרוב לכדור הארץ. ניסויים אלה, יחד עם חישובים תיאורטיים ומודלים מספריים, הראו כי הסעה מתרחשת בצינורות המתוחים לאורך ציר הסיבוב של כוכב הלכת וכפופים בהתאם לכדוריות שלו. תאי הסעה כאלה נקראים "בננות" בגלל צורתם. הלחץ של כוכבי הלכת ענק הגז משתנה מ-1 בר בגובה צמרות העננים לכ-50 Mbar במרכז. לכן, המרכיב העיקרי שלהם - מימן - שוכן ברמות שונות בשלבים שונים. בלחצים מעל 3 Mbar, מימן מולקולרי רגיל הופך למתכת נוזלית הדומה לליתיום. חישובים מראים שצדק מורכב בעיקר ממימן מתכתי. ולאורנוס ולנפטון, ככל הנראה, יש מעטה מורחבת של מים נוזליים, שהם גם מוליך טוב.
שדה מגנטי.השדה המגנטי החיצוני של כוכב הלכת נושא מידע חשוב על תנועת הפנים שלו. השדה המגנטי הוא שקובע את מסגרת הייחוס שבה נמדדת מהירות הרוח באטמוספירה המעוננת של כוכב הלכת הענק; זה מצביע על כך שזרימות עוצמתיות קיימות בליבת המתכת הנוזלית של כדור הארץ, וערבוב פעיל מתרחש במעטפות המים של אורנוס ונפטון. להיפך, היעדר שדה מגנטי חזק בנוגה ובמאדים מטיל הגבלות על הדינמיקה הפנימית שלהם. בין כוכבי הלכת הארציים, לשדה המגנטי של כדור הארץ יש עוצמה יוצאת דופן, המעידה על אפקט דינמו פעיל. היעדר שדה מגנטי חזק על נוגה אינו אומר שהליבה שלו התמצקה: ככל הנראה, הסיבוב האיטי של כוכב הלכת מונע את אפקט הדינמו. לאורנוס ולנפטון יש אותם דיפולים מגנטיים עם נטייה גדולה לצירי כוכבי הלכת ושינוי ביחס למרכזיהם; זה מצביע על כך שהמגנטיות שלהם מקורה במעטפת ולא בליבות. לירחיו של צדק איו, אירופה וגנימד יש שדות מגנטיים משלהם, בעוד לקליסטו אין. מגנטיות שנותרה שנמצאה בירח.
אַטמוֹספֵרָה. לשמש, שמונה מתוך תשעת כוכבי הלכת ושלושה מתוך שישים ושלושה לוויינים יש אטמוספירה. לכל אטמוספירה יש הרכב כימי מיוחד משלה והתנהגות הנקראת "מזג אוויר". האטמוספירות מחולקות לשתי קבוצות: עבור כוכבי לכת יבשתיים, פני השטח הצפופים של היבשות או האוקיינוס ​​קובעים את התנאים בגבול התחתון של האטמוספירה, ועבור ענקי גזים האטמוספירה היא כמעט ללא תחתית. עבור כוכבי לכת יבשתיים, שכבה דקה (0.1 ק"מ) של האטמוספירה ליד פני השטח חווה כל הזמן חימום או התקררות ממנה, ובמהלך תנועה - חיכוך ומערבולת (עקב שטח לא אחיד); שכבה זו נקראת משטח או שכבת גבול. סמוך לפני השטח, צמיגות מולקולרית נוטה "להדביק" את האטמוספירה לקרקע, כך שאפילו רוח קלה יוצרת שיפוע מהירות אנכי חזק שיכול לגרום למערבולת. השינוי בטמפרטורת האוויר עם הגובה נשלט על ידי חוסר יציבות הסעה, שכן מלמטה האוויר מחומם ממשטח חם, הופך קל יותר וצף; כאשר הוא עולה לאזורים של לחץ נמוך, הוא מתרחב ומקרין חום לחלל, מה שגורם לו להתקרר, להיות צפוף יותר ולשקוע. כתוצאה מההסעה נוצר שיפוע טמפרטורה אנכי אדיאבטי בשכבות התחתונות של האטמוספירה: למשל, באטמוספירה של כדור הארץ, טמפרטורת האוויר יורדת עם הגובה ב-6.5 K/km. מצב זה קיים עד הטרופופוזה (מיוונית "טרופו" - סיבוב, "הפסקה" - סיום), המגביל את השכבה התחתונה של האטמוספירה, הנקראת הטרופוספירה. כאן מתרחשים השינויים שאנו מכנים מזג האוויר. ליד כדור הארץ, הטרופופוזה עוברת בגבהים של 8-18 ק"מ; בקו המשווה הוא גבוה ב-10 ק"מ מאשר בקטבים. בשל הירידה המעריכית בצפיפות עם הגובה, 80% ממסת האטמוספירה של כדור הארץ סגורה בטרופוספירה. הוא גם מכיל כמעט את כל אדי המים, ומכאן גם העננים שיוצרים את מזג האוויר. בנוגה, פחמן דו חמצני ואדי מים, יחד עם חומצה גופרתית וגופרית דו חמצנית, סופגים כמעט את כל קרינת האינפרה האדומה הנפלטת מפני השטח. זה גורם לאפקט חממה חזק, כלומר. מוביל לעובדה שטמפרטורת פני השטח של נוגה גבוהה ב-500 K מזו שהייתה לו באטמוספירה שקופה לקרינה אינפרא אדומה. גזי ה"חממה" העיקריים בכדור הארץ הם אדי מים ופחמן דו חמצני, אשר מעלים את הטמפרטורה ב-30 K. במאדים, פחמן דו חמצני ואבק אטמוספרי גורמים לאפקט חממה חלש של 5 K בלבד. פני השטח החמים של נוגה מונעים שחרור של גופרית מהאטמוספירה על ידי קשירתה לסלעי השטח. האטמוספירה התחתונה של נוגה מועשרת בגופרית דו חמצנית, ולכן יש בה שכבה צפופה של ענני חומצה גופרתית בגבהים שבין 50 ל-80 ק"מ. כמות לא משמעותית של חומרים המכילים גופרית מצויה גם באטמוספירה של כדור הארץ, במיוחד לאחר התפרצויות געשיות חזקות. גופרית לא נרשמה באטמוספירה של מאדים, ולכן הרי הגעש שלה אינם פעילים בתקופה הנוכחית. על פני כדור הארץ, ירידה יציבה בטמפרטורה עם הגובה בטרופוספירה משתנה מעל הטרופופוזה לעלייה בטמפרטורה עם הגובה. לכן, ישנה שכבה יציבה במיוחד, הנקראת סטרטוספירה (שכבה לטינית - שכבה, ריצוף). קיומן של שכבות אירוסול דקות קבועות והשהות הארוכה שם של יסודות רדיואקטיביים מפיצוצים גרעיניים הם עדות ישירה להיעדר ערבוב בסטרטוספירה. בסטרטוספירה היבשתית הטמפרטורה ממשיכה לעלות עם הגובה עד לסטרטופוזה, ועוברת בגובה של כ. 50 ק"מ. מקור החום בסטרטוספירה הוא התגובות הפוטוכימיות של האוזון, שריכוזו הוא מקסימלי בגובה של כ. 25 ק"מ. האוזון סופג קרינה אולטרה סגולה, כך שמתחת ל-75 ק"מ כמעט כולו הופך לחום. הכימיה של הסטרטוספירה מורכבת. האוזון נוצר בעיקר מעל אזורי המשווה, אך הריכוז הגבוה ביותר שלו נמצא מעל הקטבים; זה מצביע על כך שתכולת האוזון מושפעת לא רק מהכימיה, אלא גם מהדינמיקה של האטמוספרה. במאדים יש גם ריכוזי אוזון גבוהים יותר מעל הקטבים, במיוחד מעל קוטב החורף. באטמוספירה היבשה של מאדים יש מעט יחסית רדיקלי הידרוקסיל (OH) המדלדלים את האוזון. פרופילי הטמפרטורה של האטמוספרות של כוכבי הלכת הענקיים נקבעים מתוך תצפיות קרקעיות של סתימות פלנטריות של כוכבים ומנתוני בדיקה, בפרט, מהנחתה של אותות רדיו כאשר הגשושית נכנסת לכוכב הלכת. לכל כוכב לכת יש טרופופוזה וסטרטוספירה, שמעליהן שוכנות התרמוספירה, האקסוספירה והיונוספירה. הטמפרטורה של התרמוספירות של צדק, שבתאי ואורנוס, בהתאמה, היא בערך. 1000, 420 ו-800 K. הטמפרטורה הגבוהה והכבידה הנמוכה יחסית על אורנוס מאפשרים לאטמוספירה להתרחב אל הטבעות. זה גורם להאטה ולנפילה מהירה של חלקיקי אבק. מכיוון שעדיין יש פסי אבק בטבעות של אורנוס, חייב להיות שם מקור לאבק. למרות שלמבנה הטמפרטורה של הטרופוספירה והסטרטוספירה באטמוספרות של כוכבי לכת שונים יש הרבה מן המשותף, ההרכב הכימי שלהם שונה מאוד. האטמוספרות של נוגה ומאדים הן בעיקר פחמן דו חמצני, אך מייצגות שתי דוגמאות קיצוניות לאבולוציה אטמוספרית: לנוגה יש אטמוספירה צפופה וחמה, בעוד שבמאדים יש אטמוספירה קרה ונדירה. חשוב להבין האם האטמוספירה של כדור הארץ תגיע בסופו של דבר לאחד משני הסוגים הללו, והאם שלוש האטמוספרות הללו תמיד היו שונות כל כך. ניתן לקבוע את גורל המים המקוריים על פני כדור הארץ על ידי מדידת תכולת הדאוטריום ביחס לאיזוטופ הקל של מימן: יחס D/H מטיל מגבלה על כמות המימן היוצאת מכוכב הלכת. מסת המים באטמוספירה של נוגה היא כעת 10-5 ממסת האוקיינוסים של כדור הארץ. אבל יחס D/H בנוגה גבוה פי 100 מאשר בכדור הארץ. אם בהתחלה יחס זה היה זהה על כדור הארץ ונוגה ומאגרי המים בנוגה לא התחדשו במהלך האבולוציה שלו, אז עלייה של פי מאה ביחס D/H על נוגה פירושה שפעם היו פי מאה יותר מים על נוגה מאשר עַכשָׁיו. את ההסבר לכך מחפשים בדרך כלל במסגרת תיאוריית "התנדפות החממה", הקובעת כי נוגה מעולם לא הייתה קרה מספיק כדי שהמים יתעבו על פניו. אם מים תמיד מילאו את האטמוספירה בצורה של קיטור, הרי שהפוטו-דיסוציאציה של מולקולות מים הובילה לשחרור מימן, שהאיזוטופ האור שלו ברח מהאטמוספירה לחלל, והמים שנותרו הועשרו בדוטריום. מעניין מאוד ההבדל החזק בין האטמוספרות של כדור הארץ ונוגה. הוא האמין כי האטמוספרות המודרניות של כוכבי לכת יבשתיים נוצרו כתוצאה מהסרת גזים של המעיים; במקרה זה, אדי מים ופחמן דו חמצני שוחררו בעיקר. על פני כדור הארץ, המים התרכזו באוקיינוס, ופחמן דו חמצני נקשר בסלעי משקע. אבל נוגה קרובה יותר לשמש, חם שם ואין חיים; אז פחמן דו חמצני נשאר באטמוספירה. אדי מים תחת פעולת אור השמש התנתקו למימן וחמצן; מימן ברח לחלל (גם האטמוספירה של כדור הארץ מאבדת במהירות מימן), והתברר שהחמצן קשור בסלעים. נכון, ההבדל בין שתי האטמוספרות הללו עשוי להתברר כעמוק יותר: עדיין אין הסבר לעובדה שיש הרבה יותר ארגון באטמוספירה של נוגה מאשר באטמוספירה של כדור הארץ. פני מאדים הם כעת מדבר קר ויבש. במהלך החלק החם ביותר של היום, הטמפרטורה יכולה להיות מעט מעל נקודת הקיפאון הרגילה של המים, אך הלחץ האטמוספרי הנמוך אינו מאפשר למים על פני מאדים להיות במצב נוזלי: הקרח הופך מיד לקיטור. עם זאת, ישנם מספר קניונים על מאדים הדומים לאפיקי נהרות יבשים. נראה שחלק מהם נחתכים על ידי זרמי מים קצרי טווח אך בעלי עוצמה קטסטרופלית, בעוד שאחרים מראים נקיקים עמוקים ורשת ענפה של עמקים, מה שמעיד על קיומם לטווח ארוך של נהרות שפלה בתקופות המוקדמות של ההיסטוריה של מאדים. יש גם אינדיקציות מורפולוגיות לכך שהמכתשים הישנים של מאדים נהרסים בשחיקה הרבה יותר מהצעירים, וזה אפשרי רק אם האטמוספירה של מאדים הייתה צפופה הרבה יותר מאשר עכשיו. בתחילת שנות ה-60 חשבו שכיפות הקוטב של מאדים מורכבות מקרח מים. אבל בשנת 1966, ר' לייטון וב' מורי שקלו את מאזן החום של כדור הארץ והראו שפחמן דו חמצני צריך להתעבות בכמויות גדולות בקטבים, ויש לשמור על איזון של פחמן דו חמצני מוצק וגזי בין מכסי הקוטב אַטמוֹספֵרָה. מעניין שהגידול העונתי והפחתת מכסי הקוטב מובילים לתנודות לחץ באטמוספירה של מאדים ב-20% (למשל, בתאים של ספינות סילון ישנות, נפילות הלחץ במהלך ההמראה והנחיתה היו גם הן כ-20%). צילומי חלל של כובעי הקוטב של מאדים מראים דפוסי ספירלה מדהימים וטרסות מדורגות שחללית Mars Polar Lander (1999) הייתה אמורה לחקור, אך סבלה מכשל נחיתה. לא ידוע בדיוק מדוע הלחץ של האטמוספירה של מאדים ירד כל כך, כנראה מכמה בר במיליארד השנים הראשונות ל-7 מ"ר כעת. ייתכן שהבליה של סלעי פני השטח הסירה את הפחמן הדו-חמצני מהאטמוספירה, וסידרה פחמן בסלעי קרבונט, כפי שקרה בכדור הארץ. בטמפרטורת פני השטח של 273 K, תהליך זה עלול להרוס את אטמוספירת הפחמן הדו-חמצני של מאדים בלחץ של כמה בר תוך 50 מיליון שנה בלבד; ברור שקשה מאוד לשמור על אקלים חם ולח על מאדים לאורך ההיסטוריה של מערכת השמש. תהליך דומה משפיע גם על תכולת הפחמן באטמוספרה של כדור הארץ. כ-60 בר של פחמן קשור כעת בסלעי הפחמן של כדור הארץ. ברור שבעבר, האטמוספירה של כדור הארץ הכילה הרבה יותר פחמן דו חמצני מאשר כיום, וטמפרטורת האטמוספירה הייתה גבוהה יותר. ההבדל העיקרי בין התפתחות האטמוספירה של כדור הארץ ומאדים הוא שבכדור הארץ, טקטוניקת הלוחות תומכת במחזור הפחמן, בעוד שבמאדים היא "נעולה" בסלעים ובמכסות קוטב.
טבעות סיבוביות. זה מוזר שלכל אחד מכוכבי הלכת הענקיים יש מערכות טבעות, אבל לאף כוכב לכת יבשתי אחד אין. אלה שמתבוננים בשבתאי בפעם הראשונה דרך טלסקופ קוראים לעתים קרובות, "ובכן, בדיוק כמו בתמונה!", כשהם רואים את הטבעות הבהירות והצלולות להפליא שלו. עם זאת, הטבעות של כוכבי הלכת הנותרים כמעט בלתי נראות בטלסקופ. הטבעת החיוורת של צדק חווה אינטראקציה מסתורית עם השדה המגנטי שלה. אורנוס ונפטון מוקפים בכמה טבעות דקות כל אחת; המבנה של הטבעות הללו משקף את האינטראקציה התהודה שלהן עם לוויינים סמוכים. שלוש הקשתות הטבעתיות של נפטון מסקרנות במיוחד את החוקרים, מכיוון שהן מוגבלות בבירור הן בכיוון הרדיאלי והן בכיוון האזימוטאלי. הפתעה גדולה הייתה גילוי הטבעות הצרות של אורנוס במהלך תצפית על סיקור כוכב בשנת 1977. העובדה היא שישנן תופעות רבות שיכולות להרחיב באופן ניכר טבעות צרות תוך כמה עשורים בלבד: אלו הן התנגשויות הדדיות של חלקיקים , אפקט פוינטינג-רוברטסון (בלימה קרינה) ובלימת פלזמה. מנקודת מבט מעשית, טבעות צרות, שניתן למדוד את מיקומן בדיוק גבוה, התבררו כאינדיקטור נוח מאוד לתנועת החלקיקים במסלול. הפרצסיה של הטבעות של אורנוס אפשרה להבהיר את התפלגות המסה בתוך הפלנטה. מי שנאלץ לנהוג במכונית עם שמשה קדמית מאובקת לכיוון השמש העולה או השוקעת יודע שחלקיקי אבק מפזרים אור חזק בכיוון הנפילה. לכן קשה לזהות אבק בטבעות פלנטריות על ידי התבוננות בהן מכדור הארץ, כלומר. מהצד של השמש. אבל בכל פעם שחללית החלל עפה על פני כוכב הלכת החיצוני ו"הסתכלה" לאחור, קיבלנו תמונות של הטבעות באור משודר. בתמונות כאלה של אורנוס ונפטון התגלו טבעות אבק שלא היו ידועות בעבר, שהן רחבות בהרבה מהטבעות הצרות הידועות מזה זמן רב. דיסקים מסתובבים הם הנושא החשוב ביותר של האסטרופיזיקה המודרנית. תיאוריות דינמיות רבות שפותחו כדי להסביר את מבנה הגלקסיות יכולות לשמש גם כדי לחקור טבעות פלנטריות. לפיכך, הטבעות של שבתאי הפכו לאובייקט לבדיקת התיאוריה של דיסקים משיכה עצמית. תכונת הכבידה העצמית של טבעות אלה מסומנת על ידי נוכחותם של גלי צפיפות סליל וגם גלי כיפוף סליל בהם, הנראים בתמונות המפורטות. חבילת הגלים שנמצאה בטבעות שבתאי יוחסה לתהודה אופקית חזקה של כוכב הלכת עם הירח שלו Iapetus, אשר מעורר גלי צפיפות ספירלה בחלוקת קאסיני החיצונית. השערות רבות עלו לגבי מקור הטבעות. חשוב שהם ישכבו בתוך אזור Roche, כלומר. במרחק כזה מהכוכב שבו המשיכה ההדדית של חלקיקים קטנה מההבדל בכוחות המשיכה ביניהם על ידי הפלנטה. בתוך אזור רוש, חלקיקים מפוזרים אינם יכולים ליצור לוויין של כוכב הלכת. אולי החומר של הטבעות נשאר "לא נתבע" מאז היווצרות כוכב הלכת עצמו. אבל אולי אלו הם עקבות של קטסטרופה לאחרונה - התנגשות של שני לוויינים או הרס של לוויין על ידי כוחות הגאות והשפל של כדור הארץ. אם אתה אוסף את כל החומר של הטבעות של שבתאי, אתה מקבל גוף עם רדיוס של כ. 200 ק"מ. בטבעות של כוכבי לכת אחרים, יש הרבה פחות חומר.
גופים קטנים של מערכת השמש
אסטרואידים. כוכבי לכת קטנים רבים - אסטרואידים - מסתובבים סביב השמש בעיקר בין מסלולי מאדים וצדק. אסטרונומים אימצו את השם "אסטרואיד" מכיוון שבטלסקופ הם נראים כמו כוכבים חלשים (אסטר הוא ביוונית "כוכב"). בהתחלה חשבו שמדובר בשברי כוכב לכת גדול שהיה קיים פעם, אבל אז התברר שאסטרואידים מעולם לא יצרו גוף אחד; ככל הנראה, חומר זה לא יכול היה להתאחד לכוכב לכת בגלל השפעתו של צדק. לפי הערכות, המסה הכוללת של כל האסטרואידים בעידן שלנו היא רק 6% ממסת הירח; מחצית ממסה זו מצויה בשלושת הגדולים ביותר - 1 Ceres, 2 Pallas ו-4 Vesta. המספר בייעוד האסטרואיד מציין את הסדר שבו הוא התגלה. לאסטרואידים עם מסלולים ידועים בדיוק מוקצים לא רק מספרים סידוריים, אלא גם שמות: 3 Juno, 44 ​​Nisa, 1566 Icarus. היסודות המדויקים של מסלוליהם של יותר מ-8,000 אסטרואידים מתוך 33,000 שהתגלו עד היום ידועים. ישנם לפחות מאתיים אסטרואידים ברדיוס של יותר מ-50 ק"מ וכאלף - יותר מ-15 ק"מ. כמיליון אסטרואידים מוערך ברדיוס הגדול מ-0.5 ק"מ. הגדול שבהם הוא Ceres, אובייקט אפל למדי וקשה לצפייה. נדרשות שיטות מיוחדות של אופטיקה אדפטיבית על מנת להבחין בפרטי פני השטח של אפילו אסטרואידים גדולים באמצעות טלסקופים קרקעיים. רדיוסי המסלול של רוב האסטרואידים הם בין 2.2 ל-3.3 AU, אזור זה נקרא "חגורת האסטרואידים". אבל הוא אינו מלא לחלוטין במסלולי אסטרואידים: במרחקים של 2.50, 2.82 ו-2.96 AU. הם לא פה; "החלונות" הללו נוצרו בהשפעת הפרעות מצדק. כל האסטרואידים מסתובבים בכיוון קדימה, אבל המסלולים של רבים מהם מוארכים ומוטים בצורה ניכרת. לחלק מהאסטרואידים יש מסלולים מוזרים מאוד. אז, קבוצה של סוסים טרויאנים נעה במסלולו של צדק; רוב האסטרואידים האלה כהים ואדומים מאוד. לאסטרואידים מקבוצת האמור יש מסלולים המתאימים או חוצים את מסלולו של מאדים; ביניהם 433 ארוס. אסטרואידים מקבוצת אפולו חוצים את מסלול כדור הארץ; ביניהם 1533 איקרוס, הקרוב ביותר לשמש. ברור שבמוקדם או במאוחר, האסטרואידים הללו חווים התקרבות מסוכנת לכוכבי הלכת, המסתיימת בהתנגשות או בשינוי רציני במסלול. לבסוף, אסטרואידים מקבוצת אטון סומנו לאחרונה כמחלקה מיוחדת, שמסלוליה נמצאים כמעט לחלוטין במסלול כדור הארץ. כולם קטנים מאוד. הבהירות של אסטרואידים רבים משתנה מעת לעת, וזה טבעי לסיבוב של גופים לא סדירים. תקופות הסיבוב שלהם נעות בטווח שבין 2.3 ל-80 שעות וקרובות ל-9 שעות בממוצע.האסטרואידים חייבים את צורתם הלא סדירה להתנגשויות הדדיות רבות. דוגמאות לצורה אקזוטית הן 433 ארוס ו-643 הקטור, שבהן היחס בין אורכי הצירים מגיע ל-2.5. בעבר, כל פנים מערכת השמש היה ככל הנראה דומה לחגורת האסטרואידים הראשית. צדק, הממוקם ליד חגורה זו, מפריע מאוד לתנועת האסטרואידים עם המשיכה שלו, מגביר את מהירותם ומוביל להתנגשות, וזה לעתים קרובות יותר הורס מאשר מאחד אותם. כמו כוכב לכת לא גמור, חגורת האסטרואידים נותנת לנו הזדמנות ייחודית לראות חלקים מהמבנה לפני שהם נעלמים בתוך הגוף המוגמר של כוכב הלכת. על ידי לימוד האור המוחזר מאסטרואידים, אפשר ללמוד הרבה על הרכב פני השטח שלהם. רוב האסטרואידים, בהתבסס על ההחזר והצבע שלהם, מוקצים לשלוש קבוצות הדומות לקבוצות מטאוריטים: לאסטרואידים מסוג C יש משטח כהה כמו כונדריטים פחמניים (ראה מטאוריטים למטה), סוג S בהיר ואדום יותר, וסוג M דומה לברזל -מטאוריטים ניקל. לדוגמה, 1 Ceres נראה כמו כונדריטים פחמניים, ו-4 Vesta נראה כמו אוקריט בזלת. זה מצביע על כך שמקור המטאוריטים קשור לחגורת האסטרואידים. פני השטח של אסטרואידים מכוסים בסלע מרוסק דק - רגוליט. זה די מוזר שהוא נשמר על פני השטח לאחר פגיעת מטאוריטים - אחרי הכל, לאסטרואיד באורך 20 ק"מ יש כוח משיכה של 10-3 גרם, ומהירות היציאה מהשטח היא רק 10 מ"ש. בנוסף לצבע, ידוע כיום על קווים ספקטרליים רבים של אינפרא אדום ואולטרה סגול המשמשים לסיווג אסטרואידים. על פי נתונים אלה, 5 מחלקות עיקריות נבדלות: A, C, D, S ו-T. האסטרואידים 4 Vesta, 349 Dembowska ו-1862 Apollo לא התאימו לסיווג זה: כל אחד מהם תפס עמדה מיוחדת והפך לאב-טיפוס של חדש מחלקות, בהתאמה V, R ו-Q, המכילה כעת אסטרואידים אחרים. מהקבוצה הגדולה של אסטרואידים C, הובחנו לאחר מכן מחלקות B, F ו- G. הסיווג המודרני כולל 14 סוגי אסטרואידים, המסומנים (בסדר יורד של מספר האיברים) באותיות S, C, M, D, F, P, G, E, B, T, A, V, Q, R. מכיוון שהאלבדו של אסטרואידים C נמוך מזה של אסטרואידים S, מתרחשת בחירה תצפיתית: קשה יותר לזהות אסטרואידים כהים מסוג C. עם זאת בחשבון, אסטרואידים C הם הסוג הרב ביותר. מהשוואה של ספקטרום של אסטרואידים מסוגים שונים עם ספקטרום של מינרלים טהורים, נוצרו שלוש קבוצות גדולות: פרימיטיביות (C, D, P, Q), מטמורפיות (F, G, B, T) ומאגמטיות (S, M, E, A, V, R). פני השטח של אסטרואידים פרימיטיביים עשירים בפחמן ובמים; מטמורפיים מכילים פחות מים וחומרים נדיפים מאשר פרימיטיביים; המעיים מכוסים במינרלים מורכבים, כנראה שנוצרו מההמסה. האזור הפנימי של חגורת האסטרואידים הראשית מאוכלס בשפע באסטרואידים מגמטיים, אסטרואידים מטמורפיים שולטים בחלק האמצעי של החגורה, ואסטרואידים פרימיטיביים שולטים בפריפריה. זה מצביע על כך שבמהלך היווצרות מערכת השמש, היה שיפוע טמפרטורה חד בחגורת האסטרואידים. סיווג האסטרואידים על סמך הספקטרום שלהם מקבץ את הגופים לפי הרכב פני השטח שלהם. אבל אם ניקח בחשבון את האלמנטים של מסלוליהם (הציר הראשי למחצה, אקסצנטריות, נטייה), אזי נבדלות המשפחות הדינמיות של האסטרואידים, שתוארו לראשונה על ידי ק.היריאמה בשנת 1918. המאוכלסות ביותר בהן הן משפחות תמיס, אאוס וקורונידים. ככל הנראה, כל משפחה היא נחיל של רסיסים של התנגשות לאחרונה יחסית. מחקר שיטתי של מערכת השמש מביא אותנו להבין שהתנגשויות גדולות הן הכלל ולא היוצא מן הכלל, ושכדור הארץ גם אינו חסין מפניהן.
מטאוריטים. מטאורואיד הוא גוף קטן שמסתובב סביב השמש. מטאור הוא מטאורואיד שעף לאטמוספירה של כוכב הלכת והפך לוהט עד זוהר. ואם שרידיו נפלו על פני כדור הארץ, זה נקרא מטאוריט. מטאוריט נחשב "נפל" אם ישנם עדי ראייה שצפו במעוף שלו באטמוספירה; אחרת, זה נקרא "נמצא". יש הרבה יותר מטאוריטים "נמצאו" מאשר "נפלו". לעתים קרובות הם נמצאים על ידי תיירים או איכרים העובדים בשטח. היות וצבעם של מטאוריטים כהה ונראים בקלות בשלג, שדות הקרח האנטארקטיים, שבהם כבר נמצאו אלפי מטאוריטים, הם מקום מצוין לחפש אותם. לראשונה, מטאוריט באנטארקטיקה התגלה ב-1969 על ידי קבוצת גיאולוגים יפנים שחקרו קרחונים. הם מצאו 9 שברים שוכבים זה לצד זה, אך שייכים לארבעה סוגים שונים של מטאוריטים. התברר שמטאוריטים שנפלו על הקרח במקומות שונים נאספים במקום שבו נעצרים שדות הקרח הנעים במהירות של מספר מטרים בשנה, נחים על רכסי הרים. הרוח הורסת ומייבשת את שכבות הקרח העליונות (מתרחשת סובלימציה יבשה - אבלציה), ומטאוריטים מתרכזים על פני הקרחון. לקרח כזה יש צבע כחלחל וניתן להבחין בו בקלות מהאוויר, ובכך משתמשים מדענים כאשר חוקרים מקומות המבטיחים לאיסוף מטאוריטים. נפילת מטאוריט חשובה התרחשה בשנת 1969 בצ'יוואווה (מקסיקו). הראשון מבין שברים גדולים רבים נמצא ליד בית בכפר Pueblito de Allende, ובעקבות המסורת, כל השברים שנמצאו של מטאוריט זה אוחדו תחת השם אלנדה. נפילת המטאוריט אלנדה חלה במקביל לתחילת תוכנית הירחי אפולו ונתנה למדענים את ההזדמנות לחשב שיטות לניתוח דגימות מחוץ לכדור הארץ. בשנים האחרונות, כמה מטאוריטים המכילים שברים לבנים המשובצים בסלע אב כהה יותר התגלו כשברי ירח. מטאוריט אלנדה שייך לכונדריטים, תת-קבוצה חשובה של מטאוריטים אבנים. הם נקראים כך מכיוון שהם מכילים כונדרולים (מיוונית. כונדרוס, דגן) - החלקיקים הכדוריים העתיקים ביותר שהתעבו בערפילית פרוטופלנטרית ואז הפכו לחלק מסלעים מאוחרים יותר. מטאוריטים כאלה מאפשרים להעריך את גיל מערכת השמש ואת הרכבה הראשוני. התכלילים של מטאוריט אלנדה העשיר בסידן ובאלומיניום, שהיו הראשונים להתעבות בשל נקודת הרתיחה הגבוהה שלהם, הם בעלי גיל שנמדד מדעיכה רדיואקטיבית של 4.559 ± 0.004 מיליארד שנים. זוהי ההערכה המדויקת ביותר של גיל מערכת השמש. בנוסף, כל המטאוריטים נושאים עליהם "רשומות היסטוריות" שנגרמו מהשפעה ארוכת הטווח של קרניים קוסמיות גלקטיות, קרינת השמש ורוח השמש. על ידי בחינת הנזק שנגרם על ידי קרניים קוסמיות, נוכל לדעת כמה זמן שהה המטאוריט במסלול לפני שנפל תחת הגנת האטמוספירה של כדור הארץ. קשר ישיר בין מטאוריטים לשמש נובע מהעובדה שהרכב היסודות של המטאוריטים העתיקים ביותר - כונדריטים - חוזר בדיוק על הרכב הפוטוספירה הסולארית. היסודות היחידים שתכולתם שונה הם חומרים נדיפים, כמו מימן והליום, שהתאדו בשפע ממטאוריטים במהלך התקררותם, וכן ליתיום, ש"נשרף" חלקית על השמש בתגובות גרעיניות. המונחים "הרכב שמש" ו"הרכב כונדריט" משמשים לסירוגין בתיאור ה"מתכון לחומר סולארי" שהוזכר לעיל. מטאוריטים מאבן, שהרכבם שונה מהשמש, נקראים אכונדריטים.
רסיסים קטנים.החלל הקרוב לשמש מלא בחלקיקים קטנים, שמקורותיהם הם גרעינים קורסים של שביטים והתנגשויות של גופים, בעיקר בחגורת האסטרואידים. החלקיקים הקטנים ביותר מתקרבים לשמש בהדרגה כתוצאה מאפקט פוינטינג-רוברטסון (הוא מורכב מהעובדה שלחץ אור השמש על חלקיק נע אינו מכוון בדיוק לאורך קו חלקיקי השמש, אלא כתוצאה מסטיית האור. מוסט לאחור ולכן מאט את תנועת החלקיק). נפילת חלקיקים קטנים על השמש מתפצת על ידי רבייה מתמדת שלהם, כך שבמישור האקליפטיקה יש תמיד הצטברות של אבק שמפזר את קרני השמש. בלילות החשוכים ביותר הוא נראה כאור גלגל המזלות, הנמתח ברצועה רחבה לאורך האקליפטיקה במערב לאחר השקיעה ובמזרח לפני הזריחה. ליד השמש, אור גלגל המזלות עובר לקורונה מזויפת (כתר F, משווא - שקר), הנראית רק בזמן ליקוי מלא. עם עלייה במרחק הזוויתי מהשמש, בהירות אור המזלות פוחתת במהירות, אך בנקודה האנטי-סולרית של האקליפטיקה היא עולה שוב, ויוצרת קרינה נגדית; זה נובע מהעובדה שחלקיקי אבק קטנים מחזירים אור באופן אינטנסיבי. מדי פעם, מטאורואידים חודרים לאטמוספירה של כדור הארץ. מהירות תנועתם כל כך גבוהה (בממוצע 40 ק"מ לשנייה) שכמעט כולם, מלבד הקטנים והגדולים שבהם, נשרפים בגובה של כ-110 ק"מ ומשאירים זנבות זוהרים ארוכים - מטאורים או כוכבים נופלים. . מטאורואידים רבים קשורים למסלולים של שביטים בודדים, ולכן מטאורים נצפים לעתים קרובות יותר כאשר כדור הארץ עובר ליד מסלולים כאלה בתקופות מסוימות של השנה. לדוגמה, ישנם מטאורים רבים בסביבות ה-12 באוגוסט בכל שנה כאשר כדור הארץ חוצה את מטר הפרסאידים הקשור לחלקיקים שאבדו על ידי השביט 1862 III. מטר נוסף - אוריונידים - באזור ה-20 באוקטובר קשור לאבק מהשביט של האלי.
ראה גםמֵטֵאוֹר. חלקיקים קטנים מ-30 מיקרון יכולים להאט באטמוספירה וליפול אל הקרקע מבלי להישרף; מיקרומטאוריטים כאלה נאספים לניתוח מעבדה. אם חלקיקים בגודל של כמה סנטימטרים או יותר מורכבים מחומר צפוף מספיק, אז הם גם לא נשרפים לגמרי ונופלים על פני כדור הארץ בצורה של מטאוריטים. יותר מ-90% מהם הם אבן; רק מומחה יכול להבחין ביניהם מסלעים יבשתיים. 10% הנותרים של המטאוריטים הם ברזל (למעשה, הם מורכבים מסגסוגת של ברזל וניקל). מטאוריטים נחשבים לשברים של אסטרואידים. מטאוריטי ברזל היו פעם בהרכב הגרעינים של הגופים האלה, שנהרסו בהתנגשויות. ייתכן שמקורם של כמה מטאוריטים רופפים ונדיפים מכוכבי שביט, אבל זה לא סביר; ככל הנראה, חלקיקים גדולים של שביטים נשרפים באטמוספירה, ורק קטנים נשארים. בהתחשב עד כמה קשה לשביטים ולאסטרואידים להגיע לכדור הארץ, ברור עד כמה מועיל לחקור מטאוריטים ש"הגיעו" באופן עצמאי לכוכב הלכת שלנו ממעמקי מערכת השמש.
ראה גםמטאוריט.
שביטים.בדרך כלל שביטים מגיעים מהפריפריה הרחוקה של מערכת השמש ולזמן קצר הופכים למאורות מרהיבים ביותר; בשלב זה הם מושכים תשומת לב כללית, אך חלק ניכר מהטבע שלהם עדיין לא ברור. שביט חדש מופיע בדרך כלל באופן בלתי צפוי, ולכן כמעט בלתי אפשרי להכין גשושית חלל שתפגוש בו. כמובן, אתה יכול לאט לאט להתכונן ולשלוח בדיקה להיפגש עם אחד ממאות שביטים תקופתיים שמסלוליהם ידועים; אבל כל השביטים האלה, שהתקרבו שוב ושוב לשמש, כבר הזדקנו, איבדו כמעט לחלוטין את החומרים הנדיפים שלהם והפכו חיוורים ולא פעילים. רק שביט תקופתי אחד עדיין פעיל - השביט של האלי. 30 הופעותיה תועדו באופן קבוע מאז 240 לפני הספירה. וקרא לכוכב השביט לכבודו של האסטרונום E. Halley, שחזה את הופעתו בשנת 1758. לכוכב השביט של האלי תקופת מסלול של 76 שנים, מרחק פריהליון של 0.59 AU. ו-aphelion 35 AU כאשר במרץ 1986 היא חצתה את מישור האקליפטיקה, ארמדה של חלליות עם חמישים מכשירים מדעיים מיהרה לפגוש אותה. תוצאות חשובות במיוחד הושגו על ידי שתי בדיקות סובייטיות "וגה" וה"ג'וטו" האירופי, אשר שידרו לראשונה תמונות של גרעין שביט. הם מראים משטח מאוד לא אחיד מכוסה במכתשים, ושני סילוני גז זורמים בצד שטוף השמש של הליבה. גרעין השביט של האלי היה גדול מהצפוי; פני השטח שלו, המחזירים רק 4% מהאור הנובע, הוא אחד הכהים ביותר במערכת השמש.

כעשרה שביטים נצפים בשנה, מתוכם רק שליש התגלו קודם לכן. לעתים קרובות הם מסווגים לפי משך תקופת המסלול: תקופה קצרה (3 מערכות פלנטריות אחרות
מהשקפות מודרניות על היווצרות כוכבים, עולה כי לידתו של כוכב מסוג שמש חייבת להיות מלווה ביצירת מערכת פלנטרית. גם אם זה חל רק על כוכבים שדומים לחלוטין לשמש (כלומר, כוכבים בודדים מהמעמד הספקטרלי G), אז במקרה זה לפחות 1% מהכוכבים בגלקסיה (וזה בערך מיליארד כוכבים) צריכים יש מערכות פלנטריות. ניתוח מפורט יותר מראה שלכל הכוכבים יכולים להיות כוכבי לכת קרירים יותר מהסוג הספקטרלי F, אפילו אלה הכלולים במערכות בינאריות.

ואכן, בשנים האחרונות יש דיווחים על גילוי כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים. יחד עם זאת, כוכבי הלכת עצמם אינם נראים לעין: נוכחותם מזוהה על ידי תנועה קלה של הכוכב, הנגרמת על ידי משיכתו לכוכב הלכת. תנועת המסלול של כוכב הלכת גורמת לכוכב "להתנדנד" ולשינוי המהירות הרדיאלי שלו מעת לעת, דבר שניתן למדוד ממיקום הקווים בספקטרום הכוכב (אפקט דופלר). עד סוף 1999 דווח על גילוי של כוכבי לכת מסוג צדק בסביבות 30 כוכבים, כולל 51 פג, 70 Vir, 47 UMa, 55 Cnc, t Boo, u And, 16 Cyg וכו'. כל אלה הם כוכבים קרובים ל- שמש, והמרחק לקרוב מביניהם (Gliese 876) רק 15 St. שנים. לשני פולסרים רדיו (PSR 1257+12 ו-PSR B1628-26) יש גם מערכות של כוכבי לכת עם מסות בסדר גודל של כדור הארץ. עדיין לא ניתן להבחין בכוכבי לכת קלים כאלה בכוכבים רגילים בעזרת טכנולוגיה אופטית. מסביב לכל כוכב, ניתן לציין את האקוספירה, שבה טמפרטורת פני השטח של כוכב הלכת מאפשרת קיומם של מים נוזליים. האקוספירה הסולארית משתרעת בין 0.8 ל-1.1 AU. הוא מכיל את כדור הארץ, אך נוגה (0.72 AU) ומאדים (1.52 AU) אינם נופלים. ככל הנראה, בכל מערכת פלנטרית, לא יותר מ-1-2 כוכבי לכת נופלים לתוך האקוספירה, שבהם התנאים נוחים לחיים.
דינמיקה של תנועה מסלולית
תנועת כוכבי הלכת ברמת דיוק גבוהה מצייתת לשלושת החוקים של I. Kepler (1571-1630), שאותם הסיק מתצפיות: 1) כוכבי הלכת נעים באליפסות, שאחד ממוקדיהן הוא השמש. 2) הרדיוס-וקטור המחבר בין השמש לכוכב הלכת גורף החוצה שטחים שווים במרווחי זמן שווים של מסלול כוכב הלכת. 3) ריבוע תקופת המסלול פרופורציונלי לקוביית הציר החצי-עיקרי של המסלול האליפטי. החוק השני של קפלר נובע ישירות מחוק שימור התנע הזוויתי והוא הכללי מבין השלושה. ניוטון מצא שהחוק הראשון של קפלר תקף אם כוח המשיכה בין שני גופים הוא ביחס הפוך לריבוע המרחק ביניהם, והחוק השלישי - אם כוח זה פרופורציונלי גם למסה של הגופים. בשנת 1873, ג'יי ברטרנד הוכיח שבאופן כללי רק בשני מקרים הגופים לא ינועו אחד סביב השני בספירלה: אם הם נמשכים לפי חוק הריבוע ההפוך של ניוטון או לפי חוק המידתיות הישירה של הוק (המתאר את הגמישות של קפיצים). תכונה יוצאת דופן של מערכת השמש היא שהמסה של הכוכב המרכזי גדולה בהרבה מהמסה של כל אחד מכוכבי הלכת, ולכן ניתן לחשב את התנועה של כל אחד מחברי המערכת הפלנטרית בדיוק רב במסגרת הבעיה של תנועה של שני גופים משיכה הדדית - השמש והכוכב היחיד שלידה. הפתרון המתמטי שלו ידוע: אם מהירות כוכב הלכת אינה גבוהה מדי, אז הוא נע במסלול מחזורי סגור, שניתן לחשב אותו במדויק. בעיית התנועה של יותר משני גופים, המכונה בדרך כלל "בעיית ה-N-body", היא הרבה יותר קשה בגלל התנועה הכאוטית שלהם במסלולים לא סגורים. האקראיות הזו של המסלולים חשובה ביסודה ומאפשרת להבין, למשל, כיצד מגיעים מטאוריטים מחגורת האסטרואידים לכדור הארץ.
ראה גם
חוקי קפלר;
מכניקה שמימית;
מַסלוּל. בשנת 1867, ד' קירקווד היה הראשון שציין כי חללים ריקים ("בקעים") בחגורת האסטרואידים ממוקמים במרחקים כאלה מהשמש, כאשר התנועה הממוצעת היא בהשוואה (במונחים שלמים) עם תנועת צדק. במילים אחרות, אסטרואידים נמנעים ממסלולים שבהם תקופת הסיבוב שלהם סביב השמש תהיה כפולה של תקופת המהפכה של צדק. שני הפתחים הגדולים ביותר של קירקווד נופלים בפרופורציות של 3:1 ו-2:1. עם זאת, ליד יכולת ההשוואה של 3:2, יש עודף של אסטרואידים המקובצים לפי תכונה זו לקבוצת גילדה. יש גם עודף של אסטרואידים מקבוצת טרויה בהתאמה של 1:1 הנעים במסלול צדק 60° לפניו ו-60° מאחוריו. המצב עם הטרויאנים ברור - הם נלכדים ליד נקודות לגראנז' היציבות (L4 ו-L5) במסלול צדק, אבל איך להסביר את בקעות קירקווד ואת קבוצת גילדה? אם היו רק בקעות על הממדים, אז אפשר היה לקבל את ההסבר הפשוט שהציע קירקווד עצמו שהאסטרואידים נפלטים מאזורי התהודה על ידי ההשפעה התקופתית של צדק. אבל עכשיו התמונה הזו נראית פשוטה מדי. חישובים מספריים הראו כי מסלולים כאוטיים חודרים לאזורים בחלל הסמוכים לתהודה 3:1 וכי שברי אסטרואידים הנופלים לאזור זה משנים את מסלוליהם ממעגלים לאליפטיים מוארכים, ומביאים אותם בקביעות לחלק המרכזי של מערכת השמש. במסלולים כאלה שחוצים נתיבים פלנטריים, המטאורואידים אינם חיים זמן רב (רק כמה מיליוני שנים) לפני שהם מתרסקים אל מאדים או כדור הארץ, ובפספוס קטן הם נזרקים אל הפריפריה של מערכת השמש. אז, המקור העיקרי של מטאוריטים נופלים לכדור הארץ הם פתחי קירקווד, שדרכם עוברים המסלולים הכאוטיים של שברי אסטרואידים. כמובן, ישנן דוגמאות רבות לתנועות תהודה מסודרות מאוד במערכת השמש. כך בדיוק נעים לוויינים קרובים לכוכבי הלכת, למשל, הירח, שפונה תמיד לכדור הארץ עם אותו חצי כדור, שכן תקופת מסלולו חופפת לזו הצירית. דוגמה לסנכרון גבוה אף יותר ניתנת על ידי מערכת פלוטו-כרון, שבה לא רק בלוויין, אלא גם בכוכב הלכת, "יום שווה לחודש". לתנועתו של מרקורי יש אופי ביניים, שהסיבוב הצירי והמחזוריות שלהם הם ביחס תהודה של 3:2. עם זאת, לא כל הגופים מתנהגים בצורה פשוטה כל כך: למשל, בהיפריון לא כדורי, בהשפעת המשיכה של שבתאי, ציר הסיבוב מתהפך באקראי. התפתחות מסלולי הלוויין מושפעת ממספר גורמים. מכיוון שכוכבי הלכת והלוויינים אינם מסות נקודתיות, אלא עצמים מורחבים, ובנוסף, כוח הכבידה תלוי במרחק, נמשכים אליו חלקים שונים בגוף הלוויין, המרוחקים מכוכב הלכת במרחקים שונים, בדרכים שונות; הדבר נכון גם לגבי האטרקציה הפועלת מהצד של הלוויין על הפלנטה. הבדל זה בכוחות גורם לגאות והשפל של הים, ונותן ללוויינים המסתובבים באופן סינכרוני צורה מעט שטוחה. הלוויין וכוכב הלכת גורמים זה לזה לעיוותים של גאות ושפל, וזה משפיע על תנועת המסלול שלהם. תהודת התנועה הממוצעת 4:2:1 של ירחי צדק איו, אירופה וגנימד, שנלמדה לראשונה על ידי לפלס במכניקה השמימית שלו (כרך 4, 1805), נקראת תהודה של לפלס. ימים ספורים בלבד לפני ההתקרבות של וויאג'ר 1 לצדק, ב-2 במרץ 1979, פרסמו האסטרונומים פייל, קאסן וריינולדס את "התפזרות הגאות והשפל של Io", אשר חזה געשיות פעילה בלוויין זה בשל תפקידו המוביל בשמירה על 4:2: 1 תהודה. וויאג'ר 1 אכן גילה הרי געש פעילים באיו, עוצמתיים כל כך עד שאף לוע מטאוריט לא נראה על התמונות של פני הלוויין: פני השטח שלו מכוסים בהתפרצויות כל כך מהר.
היווצרות מערכת השמש
השאלה כיצד נוצרה מערכת השמש היא אולי הקשה ביותר במדע הפלנטרי. כדי לענות על זה, עדיין יש לנו מעט נתונים שיעזרו לשחזר את התהליכים הפיזיקליים והכימיים המורכבים שהתרחשו בעידן הרחוק ההוא. תיאוריה של היווצרות מערכת השמש חייבת להסביר עובדות רבות, כולל מצבה המכני, הרכבה הכימי ונתוני הכרונולוגיה של איזוטופים. במקרה זה, רצוי להסתמך על תופעות אמיתיות שנצפו בסמוך להיווצרות כוכבים צעירים.
מצב מכני.כוכבי הלכת מסתובבים סביב השמש באותו כיוון, במסלולים כמעט מעגליים השוכנים כמעט באותו מישור. רובם מסתובבים סביב צירם באותו כיוון של השמש. כל זה מצביע על כך שקודמתה של מערכת השמש הייתה דיסק מסתובב, שנוצר באופן טבעי על ידי דחיסה של מערכת כבידה עצמית עם שימור התנע הזוויתי והעלייה במהירות הזוויתית. (התנע הזוויתי, או התנע הזוויתי, של כוכב לכת הוא מכפלת המסה שלו כפול מרחקו מהשמש ומהירות מסלולה. התנע של השמש נקבע על פי הסיבוב הצירי שלה והוא שווה בקירוב למכפלת המסה שלו כפולה רדיוס כפול מהירות הסיבוב שלו; המומנטים הציריים של כוכבי הלכת זניחים.) השמש מכילה בעצמה 99% מהמסה של מערכת השמש, אך רק כ. 1% מהתנופה הזוויתית שלה. התיאוריה צריכה להסביר מדוע רוב מסת המערכת מרוכזת בשמש, והרוב המכריע של התנע הזוויתי נמצא בכוכבי הלכת החיצוניים. המודלים התיאורטיים הזמינים להיווצרות מערכת השמש מצביעים על כך שהשמש הסתובבה בתחילה הרבה יותר מהר ממה שהיא מסתובבת כעת. ואז התנע הזוויתי מהשמש הצעירה הועבר לחלקים החיצוניים של מערכת השמש; אסטרונומים מאמינים שכוחות כבידה ומגנטים האטו את סיבוב השמש והאיצו את תנועת כוכבי הלכת. כבר מאתיים שנה ידוע כלל משוער לחלוקה סדירה של מרחקים פלנטריים מהשמש (כלל טיטיוס-בודה), אך אין לכך הסבר. במערכות הלוויינים של כוכבי הלכת החיצוניים ניתן לאתר את אותן סדירות כמו במערכת הפלנטרית כולה; כנראה, לתהליכי היווצרותם היה הרבה מן המשותף.
ראה גםחוק בודי.
תרכובת כימית.במערכת השמש קיים שיפוע (הבדל) חזק של הרכב כימי: כוכבי לכת ולוויינים הקרובים לשמש עשויים מחומרים עקשנים, וישנם הרבה יסודות נדיפים בהרכבם של גופים מרוחקים. המשמעות היא שבמהלך היווצרות מערכת השמש היה שיפוע טמפרטורה גדול. מודלים אסטרופיזיים מודרניים של עיבוי כימי מצביעים על כך שההרכב הראשוני של הענן הפרוטו-פלנטרי היה קרוב להרכב המדיום הבין-כוכבי והשמש: במונחים של מסה, עד 75% מימן, עד 25% הליום ופחות מ-1% מכל שאר האלמנטים. מודלים אלה מסבירים בהצלחה את השונות שנצפו בהרכב הכימי במערכת השמש. ניתן לשפוט את ההרכב הכימי של עצמים מרוחקים על בסיס הצפיפות הממוצעת שלהם, כמו גם הספקטרום של פני השטח והאטמוספירה שלהם. אפשר לעשות זאת בצורה הרבה יותר מדויקת על ידי ניתוח דגימות של חומר פלנטרי, אבל עד כה יש לנו רק דגימות מהירח וממטאוריטים. על ידי לימוד מטאוריטים, אנו מתחילים להבין את התהליכים הכימיים בערפילית הקדמונית. עם זאת, תהליך הצבירה של כוכבי לכת גדולים מחלקיקים קטנים עדיין לא ברור.
נתונים איזוטופים.ההרכב האיזוטופי של המטאוריטים מצביע על כך שהיווצרות מערכת השמש התרחשה לפני 4.6 ± 0.1 מיליארד שנים ונמשכה לא יותר מ-100 מיליון שנים. חריגות באיזוטופים של ניאון, חמצן, מגנזיום, אלומיניום ואלמנטים נוספים מצביעות על כך שבתהליך קריסת הענן הבין-כוכבי שהוליד את מערכת השמש, נכנסו לתוכה תוצרי הפיצוץ של סופרנובה סמוכה.
ראה גם ISOTOPS ; סופרנובה .
היווצרות כוכבים.כוכבים נולדים בתהליך קריסה (דחיסה) של ענני גז ואבק בין-כוכביים. תהליך זה טרם נחקר בפירוט. ישנן עדויות תצפיתיות לכך שגלי הלם מפיצוצי סופרנובה יכולים לדחוס חומר בין כוכבי ולעורר עננים להתמוטט לכוכבים.
ראה גםקריסת כבידה. לפני שכוכב צעיר מגיע למצב יציב, הוא עובר שלב של התכווצות כבידה מהערפילית הפרוטוסטלית. מידע בסיסי על שלב זה של התפתחות הכוכבים מתקבל על ידי חקר כוכבי T Tauri צעירים. ככל הנראה, הכוכבים הללו עדיין נמצאים במצב של דחיסה וגילם אינו עולה על מיליון שנה. בדרך כלל המסות שלהם הן בין 0.2 ל-2 מסות שמש. הם מראים סימנים של פעילות מגנטית חזקה. הספקטרום של כמה כוכבי T Tauri מכילים קווים אסורים המופיעים רק בגז בצפיפות נמוכה; אלה הם כנראה שרידים של ערפילית פרוטוכוכבית המקיפה את הכוכב. כוכבי T Tauri מאופיינים בתנודות מהירות בקרינת אולטרה סגול וקרני רנטגן. לרבים מהם יש קרינת אינפרא אדום עוצמתית וקווים ספקטרליים של סיליקון - זה מצביע על כך שהכוכבים מוקפים בענני אבק. לבסוף, לכוכבי T Tauri יש רוחות כוכבים חזקות. מאמינים שבתקופה המוקדמת של התפתחותה, עברה השמש גם את שלב ה-T מזל שור, וכי בתקופה זו נאלצו יסודות נדיפים לצאת מהאזורים הפנימיים של מערכת השמש. כמה כוכבים בעלי מסה בינונית מראים עלייה חזקה בבהירות ובפליטת פגז תוך פחות משנה. תופעות כאלה נקראות התלקחויות FU Orion. לפחות פעם אחת חווה התפרצות כזו כוכב T Tauri. מאמינים שרוב הכוכבים הצעירים עוברים שלב התלקחות FU Orionic. רבים רואים את הסיבה להתפרצות בכך שמדי פעם עולה קצב ההצטברות לכוכב הצעיר של החומר מדיסקת אבק הגז המקיפה אותו. אם השמש חוותה גם התלקחות אחת או יותר מסוג FU אוריוני בתחילת התפתחותה, כנראה הייתה לכך השפעה חזקה על חומרים נדיפים במערכת השמש המרכזית. תצפיות וחישובים מראים שתמיד יש שרידים של חומר פרוטוסטלי בקרבת כוכב נוצר. זה יכול ליצור כוכב נלווה או מערכת פלנטרית. ואכן, כוכבים רבים יוצרים מערכות בינאריות ומרובות. אבל אם מסת המלווה לא תעלה על 1% ממסת השמש (10 מסות של צדק), אזי הטמפרטורה בליבתו לעולם לא תגיע לערך הדרוש להתרחשות תגובות תרמו-גרעיניות. גוף שמימי כזה נקרא כוכב לכת.
תיאוריות של היווצרות. ניתן לחלק תיאוריות מדעיות להיווצרות מערכת השמש לשלוש קטגוריות: גאות ושפל, הצטברות וערפיליות. האחרונים מושכים כרגע את מרבית העניין. תיאוריית הגאות והשפל, שהוצעה כנראה לראשונה על ידי בופון (1707-1788), אינה קושרת ישירות בין היווצרות כוכבים וכוכבי לכת. ההנחה היא שכוכב אחר שעף על פני השמש, באמצעות אינטראקציה של גאות ושפל, הוציא ממנה (או מעצמו) סילון חומר שממנו נוצרו כוכבי הלכת. רעיון זה נתקל בבעיות פיזיות רבות; לדוגמה, חומר חם שנפלט על ידי כוכב צריך להיות מרוסס החוצה, לא לעבות. כעת תיאוריית הגאות והשפל אינה פופולרית מכיוון שאינה יכולה להסביר את המאפיינים המכניים של מערכת השמש ומציגה את לידתה כאירוע אקראי ונדיר ביותר. תיאוריית ההצטברות מציעה שהשמש הצעירה לכדה את החומר של המערכת הפלנטרית העתידית, עפה דרך ענן בין-כוכבי צפוף. ואכן, כוכבים צעירים נמצאים בדרך כלל ליד עננים בין-כוכביים גדולים. עם זאת, במסגרת תיאוריית ההצטברות, קשה להסביר את שיפוע ההרכב הכימי במערכת הפלנטרית. השערת הערפילית שהציע קאנט בסוף המאה ה-18 היא המפותחת והמקובלת ביותר כיום. הרעיון המרכזי שלו הוא שהשמש וכוכבי הלכת נוצרו בו זמנית מענן מסתובב יחיד. מתכווץ, הוא הפך לדיסק, שבמרכזה נוצרה השמש, ובפריפריה - כוכבי הלכת. שימו לב שהרעיון הזה שונה מההשערה של לפלס, לפיה השמש נוצרה לראשונה מענן, ולאחר מכן, כשהיא נדחסת, הכוח הצנטריפוגלי תלש טבעות גז מקו המשווה, שהתעבה מאוחר יותר לכוכבי לכת. השערת לפלס מתמודדת עם קשיים פיזיים שלא התגברו עליהם במשך 200 שנה. הגרסה המודרנית המוצלחת ביותר של תיאוריית הערפיליות נוצרה על ידי א. קמרון ועמיתיו. בדגם שלהם, הערפילית הפרו-פלנטרית הייתה מסיבית בערך פי שניים מהמערכת הפלנטרית הנוכחית. במהלך 100 מיליון השנים הראשונות, השמש היוצרות פלטה ממנה חומר באופן פעיל. התנהגות כזו אופיינית לכוכבים צעירים, המכונים כוכבי T Tauri על שם אב הטיפוס. התפלגות הלחץ והטמפרטורה של חומר הערפילית במודל של קמרון תואמת היטב את שיפוע ההרכב הכימי של מערכת השמש. לפיכך, סביר להניח שהשמש וכוכבי הלכת נוצרו מענן יחיד ומתמוטט. בחלקו המרכזי, בו היו הצפיפות והטמפרטורה גבוהות יותר, נשתמרו רק חומרים עקשנים, ובפריפריה נשתמרו גם חומרים נדיפים; זה מסביר את השיפוע של ההרכב הכימי. לפי מודל זה, היווצרות מערכת פלנטרית חייבת ללוות את האבולוציה המוקדמת של כל הכוכבים כמו השמש.
גידול כוכב הלכת.ישנם תרחישים רבים לצמיחת כוכבי לכת. אולי כוכבי הלכת נוצרו כתוצאה מהתנגשויות אקראיות והיצמדות של גופים קטנים הנקראים פלנטזימלים. אבל, אולי, גופים קטנים התאחדו לגדולים יותר בבת אחת בקבוצות גדולות כתוצאה מחוסר יציבות כבידה. לא ברור אם כוכבי הלכת הצטברו בסביבה גזית או נטולת גז. בערפילית גזי, ירידות הטמפרטורה מוחלקות, אך כאשר חלק מהגז מתעבה לחלקיקי אבק, והגז הנותר נסחף ברוח הכוכבים, השקיפות של הערפילית עולה בחדות, ומתעורר שיפוע טמפרטורה חזק ב-. מערכת. עדיין לא לגמרי ברור מהם הזמנים האופייניים של עיבוי גז לחלקיקי אבק, הצטברות גרגרי אבק בכוכבי הלכת והצטברות כוכבי הלכת לכוכבי לכת ולוויינים שלהם.
חיים במערכת השמש
הוצע כי חיים במערכת השמש היו קיימים בעבר מעבר לכדור הארץ, ואולי קיימים כעת. הופעתה של טכנולוגיית החלל אפשרה להתחיל בבדיקה ישירה של השערה זו. מרקורי היה חם מדי ונטול אטמוספירה ומים. ונוס גם חם מאוד - עופרת נמסה על פני השטח שלה. האפשרות לחיים בשכבת העננים העליונה של נוגה, שבה התנאים מתונים הרבה יותר, היא לא יותר מפנטזיה. הירח והאסטרואידים נראים סטריליים לחלוטין. תקוות גדולות נתלו במאדים. במבט מבעד לטלסקופ לפני 100 שנה, מערכות של קווים ישרים דקים - "תעלות" - נתנו אז סיבה לדבר על מתקני השקיה מלאכותיים על פני מאדים. אבל עכשיו אנחנו יודעים שהתנאים על מאדים אינם נוחים לחיים: אוויר קר, יבש, נדיר מאוד, וכתוצאה מכך קרינה אולטרה סגולה חזקה מהשמש, מעקרת את פני כדור הארץ. מכשירים של קוביות הנחיתה הוויקינגיות לא זיהו חומר אורגני באדמת מאדים. נכון, יש סימנים לכך שהאקלים של מאדים השתנה באופן משמעותי ואולי פעם היה נוח יותר לחיים. ידוע שבעבר הרחוק היו מים על פני מאדים, שכן תמונות מפורטות של כוכב הלכת מציגות עקבות של שחיקת מים, המזכירים נקיקים ואפיקי נהרות יבשים. שינויים ארוכי טווח באקלים המאדים עשויים להיות קשורים לשינוי בנטייה של ציר הקוטב. עם עלייה קלה בטמפרטורה של כוכב הלכת, האטמוספירה יכולה להיות צפופה פי 100 (עקב התאדות הקרח). לפיכך, ייתכן שפעם היו קיימים חיים על מאדים. על שאלה זו נוכל לענות רק לאחר מחקר מפורט של דגימות אדמת מאדים. אבל המסירה שלהם לכדור הארץ היא משימה קשה. למרבה המזל, יש עדויות חזקות שמתוך אלפי המטאוריטים שנמצאו על פני כדור הארץ, לפחות 12 הגיעו ממאדים. הם נקראים מטאוריטים SNC, מכיוון שהראשונים שבהם נמצאו ליד היישובים שרגוטי (שרגוטי, הודו), נחלה (נקלה, מצרים) וחאסיגי (צ'אסינוי, צרפת). המטאוריט ALH 84001 שנמצא באנטארקטיקה עתיק בהרבה מהאחרים ומכיל פחמימנים ארומטיים פוליציקליים, אולי ממקור ביולוגי. מאמינים שהוא הגיע לכדור הארץ ממאדים, שכן היחס בין איזוטופי חמצן בו אינו זהה לסלעים יבשתיים או מטאוריטים שאינם SNC, אלא זהה למטאוריט EETA 79001, המכיל כוסות עם תכלילים של בועות. , שבו הרכב הגזים האצילים שונה מכדור הארץ, אך מתאים לאטמוספירה של מאדים. למרות שיש הרבה מולקולות אורגניות באטמוספרות של כוכבי לכת ענקיים, קשה להאמין שבהיעדר משטח מוצק, חיים יכולים להתקיים שם. במובן הזה, הלוויין טיטאן של שבתאי הרבה יותר מעניין, שיש לו לא רק אטמוספירה עם רכיבים אורגניים, אלא גם משטח מוצק שבו יכולים להצטבר תוצרי סינתזה. נכון, הטמפרטורה של משטח זה (90 K) מתאימה יותר להנזלת חמצן. לכן, תשומת הלב של הביולוגים נמשכת יותר על ידי ירח צדק אירופה, אמנם נטול אטמוספירה, אבל, ככל הנראה, יש אוקיינוס ​​של מים נוזליים מתחת לפני השטח הקפואים שלו. חלק מהשביטים מכילים כמעט בוודאות מולקולות אורגניות מורכבות המתוארכות להיווצרות מערכת השמש. אבל קשה לדמיין חיים על שביט. אז, עד שיש לנו הוכחות לכך שחיים במערכת השמש קיימים בכל מקום מחוץ לכדור הארץ. אפשר לשאול שאלות: מהן היכולות של מכשירים מדעיים בקשר לחיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ? האם גשושית חלל מודרנית יכולה לזהות נוכחות של חיים על כוכב לכת מרוחק? לדוגמה, האם החללית גלילאו יכלה לזהות חיים ואינטליגנציה על פני כדור הארץ כאשר חלפה על פניה פעמיים בתמרוני כבידה? בתמונות כדור הארץ ששודרה הגשושית, לא ניתן היה להבחין בסימנים של חיים תבוניים, אך האותות של תחנות הרדיו והטלוויזיה שלנו שנתפסו על ידי מקלטי הגלילאו הפכו לראיה ברורה לנוכחותו. הם שונים לחלוטין מהקרינה של תחנות רדיו טבעיות - זוהר אור, תנודות פלזמה ביונוספירה של כדור הארץ, התלקחויות שמש - ומסגירות מיד את נוכחותה של ציוויליזציה טכנית על פני כדור הארץ. ואיך חיים בלתי סבירים באים לידי ביטוי? מצלמת הטלוויזיה גלילאו צילמה תמונות של כדור הארץ בשש רצועות ספקטרליות צרות. במסננים של 0.73 ו-0.76 מיקרומטר, חלק מהאזורים בארץ נראים ירוקים עקב בליעה חזקה של אור אדום, שאינו אופייני למדבריות ולסלעים. הדרך הקלה ביותר להסביר זאת היא שנשא כלשהו של פיגמנט לא מינרלי הסופג אור אדום קיים על פני כדור הארץ. אנו יודעים בוודאות שספיגה יוצאת דופן זו של אור נובעת מכלורופיל, שצמחים משתמשים בו לפוטוסינתזה. לאף גוף אחר במערכת השמש אין צבע ירוק כזה. בנוסף, ספקטרומטר האינפרא אדום גלילאו תיעד נוכחות של חמצן מולקולרי ומתאן באטמוספרה של כדור הארץ. הימצאות מתאן וחמצן באטמוספירה של כדור הארץ מעידה על פעילות ביולוגית על הפלנטה. לכן, אנו יכולים להסיק שהגשושיות הבין-כוכביות שלנו מסוגלות לזהות סימנים של חיים פעילים על פני כוכבי הלכת. אבל אם החיים חבויים מתחת למעטפת הקרח של אירופה, אזי סביר שרכב שטס לא יזהה אותם.
מילון גיאוגרפיה

עד לאחרונה, אסטרונומים האמינו שמושג כזה כמו כוכב לכת מתייחס אך ורק למערכת השמש. כל מה שנמצא מחוצה לו הוא גופים קוסמיים שלא נחקרו, לרוב כוכבים בקנה מידה גדול מאוד. אבל, כפי שהתברר מאוחר יותר, כוכבי הלכת, כמו אפונה, מפוזרים ברחבי היקום. הם שונים בהרכב הגיאולוגי והכימי שלהם, אולי יש להם או אין אטמוספרה, וכל זה תלוי באינטראקציה עם הכוכב הקרוב ביותר. סידור כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו הוא ייחודי. גורם זה הוא הבסיסי לתנאים שנוצרו על כל אובייקט חלל בודד.

בית החלל שלנו ותכונותיו

במרכז מערכת השמש נמצא הכוכב בעל אותו השם, הנכלל בקטגוריית הננסים הצהובים. השדה המגנטי שלו מספיק כדי להחזיק תשעה כוכבי לכת בגדלים שונים סביב צירו. ביניהם יש גופים קוסמיים אבנים ננסיים, ענקי גזים עצומים המגיעים כמעט לפרמטרים של הכוכב עצמו, ועצמים מהמעמד ה"בינוני", הכוללים את כדור הארץ. מיקומי כוכבי הלכת במערכת השמש אינם מתרחשים בסדר עולה או יורד. אנו יכולים לומר כי ביחס לפרמטרים של כל גוף אסטרונומי בודד, הסידור שלהם הוא כאוטי, כלומר, הגדול מתחלף עם הקטן.

מבנה SS

כדי לשקול את מיקומם של כוכבי הלכת במערכת שלנו, יש צורך לקחת את השמש כנקודת ייחוס. כוכב זה ממוקם במרכז ה-SS, והשדות המגנטיים שלו הם שמקנים את המסלולים והתנועות של כל גופי החלל שמסביב. תשעה כוכבי לכת סובבים סביב השמש, כמו גם טבעת אסטרואיד שנמצאת בין מאדים וצדק, וחגורת קויפר, הממוקמת מחוץ לפלוטו. במרווחים אלה מבחינים גם כוכבי לכת ננסיים בודדים, שלעתים מיוחסים ליחידות העיקריות של המערכת. אסטרונומים אחרים מאמינים שכל העצמים הללו אינם אלא אסטרואידים גדולים, שעליהם, בשום פנים ואופן, חיים לא יכולים להתעורר. הם מייחסים את פלוטו עצמו לקטגוריה הזו, ומשאירים רק 8 יחידות פלנטריות במערכת שלנו.

סדר כוכבי הלכת

אז, נרשום את כל כוכבי הלכת, החל מזה הקרוב ביותר לשמש. במקום הראשון הם מרקורי, נוגה, ואז כדור הארץ ומאדים. אחרי הכוכב האדום עוברת טבעת של אסטרואידים, שמאחוריה מתחיל מצעד ענקים המורכב מגזים. אלה הם צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. את הרשימה משלים פלוטו הגמד והקרח, עם הלוויין הקר והשחור שלו כרון לא פחות. כפי שאמרנו לעיל, עוד מספר יחידות חלל ננסיות נבדלות במערכת. מיקומם של כוכבי לכת ננסיים בקטגוריה זו עולה בקנה אחד עם חגורות קויפר והאסטרואידים. קרס נמצא בטבעת אסטרואיד. Makemake, Haumea ואריס נמצאים בחגורת קויפר.

כוכבי לכת יבשתיים

קטגוריה זו כוללת גופים קוסמיים, אשר בהרכבם ובפרמטרים שלהם יש הרבה מן המשותף לכוכב הבית שלנו. המעיים שלהם גם מלאים במתכות ואבן, או שנוצרת אטמוספרה מלאה סביב פני השטח, או אובך הדומה לו. קל לזכור את מיקומם של כוכבי הלכת הארציים, מכיוון שאלו ארבעת העצמים הראשונים שנמצאים ישירות ליד השמש - מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים. מאפיינים אופייניים הם גודל קטן, כמו גם תקופה ארוכה של סיבוב סביב צירו. כמו כן, מכל כוכבי הלכת הארציים, רק לכדור הארץ עצמו ולמאדים יש לוויינים.

ענקים עשויים גזים ומתכות חמות

מיקומם של כוכבי הלכת של מערכת השמש, הנקראים ענקי גז, הוא הרחוק ביותר מהכוכב הראשי. הם ממוקמים מאחורי טבעת האסטרואידים ונמתחים כמעט עד לחגורת קויפר. ישנם ארבעה ענקים בסך הכל - צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. כל אחד מכוכבי הלכת הללו מורכב ממימן והליום, ובאזור הליבה יש מתכות מחוממות למצב נוזלי. כל ארבעת הענקים מאופיינים בשדה כבידה חזק להפליא. בשל כך, הם מושכים לעצמם לוויינים רבים, היוצרים סביבם כמעט מערכות אסטרואידים שלמות. כדורי גז SS מסתובבים מהר מאוד, לכן מערבולת והוריקנים מתרחשים עליהם לעתים קרובות. אבל, למרות כל קווי הדמיון הללו, כדאי לזכור שכל אחד מהענקים הוא ייחודי בהרכבו, בגודלו ובכוח המשיכה שלו.

כוכבי לכת ננסיים

מכיוון שכבר שקלנו בפירוט את מיקומם של כוכבי הלכת מהשמש, אנו יודעים שפלוטו הוא הרחוק ביותר, ומסלולו הוא הענק ביותר ב-SS. זה הוא הנציג החשוב ביותר של גמדים, ורק הוא מקבוצה זו הוא הנחקר ביותר. גמדים הם אותם גופים קוסמיים שהם קטנים מדי עבור כוכבי לכת, אך גם גדולים עבור אסטרואידים. המבנה שלהם יכול להיות דומה למאדים או לכדור הארץ, או שהוא יכול להיות רק סלעי, כמו כל אסטרואיד. למעלה, רשמנו את הנציגים המבריקים ביותר של הקבוצה הזו - אלה הם Ceres, אריס, Makemake, Haumea. למעשה, גמדים נמצאים לא רק בשתי חגורות האסטרואידים של ה-SS. לעתים קרובות הם נקראים לוויינים של ענקי גז, אשר נמשכו אליהם בשל הענק

מהי מערכת השמש בה אנו חיים? התשובה תהיה כדלקמן: זהו הכוכב המרכזי שלנו, השמש וכל הגופים הקוסמיים שמסתובבים סביבה. אלה הם כוכבי לכת גדולים וקטנים, כמו גם הלוויינים, השביטים, האסטרואידים, הגזים והאבק הקוסמי שלהם.

שמה של מערכת השמש ניתן בשם הכוכב שלה. במובן הרחב, "שמש" מובנת לעתים קרובות ככל מערכת כוכבים.

כיצד נוצרה מערכת השמש?

לטענת מדענים, מערכת השמש נוצרה מענן בין כוכבי ענק של אבק וגזים עקב קריסת כבידה בחלק נפרד ממנה. כתוצאה מכך נוצר פרוטוסטאר במרכז, ולאחר מכן הפך לכוכב - השמש, ודיסק פרוטופלנטרי ענק, שממנו נוצרו לאחר מכן כל מרכיבי מערכת השמש המפורטים לעיל. על פי ההערכות, התהליך החל לפני כ-4.6 מיליארד שנים. השערה זו כונתה הערפילית. הודות לעמנואל סוודנבורג, עמנואל קאנט ופייר-סימון לפלס, שהציעו אותו עוד במאה ה-18, הוא הפך בסופו של דבר למקובל, אך במהלך עשורים רבים הוא שוכלל, הוכנסו לתוכו נתונים חדשים, תוך התחשבות ב ידע במדעים המודרניים. לפיכך, ההנחה היא שבשל התגברות והתעצמותן של התנגשויות של חלקיקים זה בזה, עלתה הטמפרטורה של העצם, ולאחר שהגיעה לערך של כמה אלפי קלווין, הפרוטוסטאר רכש זוהר. כאשר מחוון הטמפרטורה הגיע למיליוני קלווין, החלה תגובת היתוך תרמו-גרעינית במרכז השמש העתידית - הפיכת מימן להליום. זה הפך לכוכב.

השמש ותכונותיה

מדעני האור שלנו מתייחסים לסוג הגמדים הצהובים (G2V) לפי הסיווג הספקטרלי. זהו הכוכב הקרוב ביותר אלינו, האור שלו מגיע לפני השטח של כוכב הלכת תוך 8.31 שניות בלבד. מכדור הארץ נראה שלקרינה יש גוון צהוב, למרות שבמציאות היא כמעט לבנה.

המרכיבים העיקריים של גוף התאורה שלנו הם הליום ומימן. בנוסף, הודות לניתוח ספקטרלי, נמצא כי ברזל, ניאון, כרום, סידן, פחמן, מגנזיום, גופרית, סיליקון וחנקן נמצאים על השמש. הודות לתגובה התרמו-גרעינית המתרחשת ברציפות במעמקיה, כל החיים על פני כדור הארץ מקבלים את האנרגיה הדרושה. אור השמש הוא חלק בלתי נפרד מהפוטוסינתזה, המייצרת חמצן. ללא אור שמש, זה יהיה בלתי אפשרי, לכן, אטמוספירה המתאימה לצורת חיים חלבונית לא יכולה להיווצר.

כַּספִּית

זהו כוכב הלכת הקרוב ביותר לכוכב שלנו. יחד עם כדור הארץ, נוגה ומאדים, הוא שייך לכוכבי הלכת של מה שנקרא הקבוצה הארצית. מרקורי קיבל את שמו בגלל מהירות התנועה הגבוהה, אשר, על פי המיתוסים, ייחדה את האל הקדום בעל רגלי הצי. שנת מרקורי היא 88 ימים.

כוכב הלכת קטן, הרדיוס שלו הוא רק 2439.7, והוא קטן בגודלו מכמה מהלוויינים הגדולים של כוכבי הלכת הענקיים, גנימד וטיטאן. עם זאת, בניגוד אליהם, מרקורי כבד למדי (3.3 10 23 ק"ג), וצפיפותו נמצאת רק מעט מאחורי זה של כדור הארץ. הסיבה לכך היא נוכחות של ליבה כבדה צפופה של ברזל בכדור הארץ.

אין שינוי עונות על הפלנטה. פני המדבר שלו מזכירים את פני הירח. הוא גם מכוסה במכתשים, אבל עוד פחות ראוי למגורים. אז, בצד היום של מרקורי הטמפרטורה מגיעה ל-+510 מעלות צלזיוס, ובצד הלילה -210 מעלות צלזיוס. אלו הן הטיפות החדות ביותר בכל מערכת השמש. האטמוספירה של כוכב הלכת דקה מאוד ונדירה.

וֵנוּס

כוכב הלכת הזה, הקרוי על שם אלת האהבה היוונית העתיקה, דומה יותר לכדור הארץ מאחרים במערכת השמש מבחינת הפרמטרים הפיזיים שלו – מסה, צפיפות, גודל, נפח. במשך זמן רב הם נחשבו לכוכבי לכת תאומים, אך עם הזמן התברר שההבדלים ביניהם עצומים. אז לונוס אין לוויינים בכלל. האטמוספירה שלו מורכבת מכמעט 98% פחמן דו חמצני, והלחץ על פני כדור הארץ עולה על זה של כדור הארץ פי 92! עננים מעל פני כדור הארץ, המורכבים מאדי חומצה גופרתית, לעולם אינם מתפוגגים, והטמפרטורה כאן מגיעה ל-+434 מעלות צלזיוס. גשמים חומציים יורדים על כדור הארץ, סופות רעמים משתוללות. יש כאן פעילות וולקנית גבוהה. חיים, להבנתנו, אינם יכולים להתקיים על נוגה; יתר על כן, חלליות ירידה לא יכולות לעמוד באטמוספירה כזו לאורך זמן.

כוכב הלכת הזה נראה בבירור בשמי הלילה. זהו העצם השלישי הבהיר ביותר עבור צופה ארצי, הוא זורח באור לבן ועולה על כל הכוכבים בבהירותו. המרחק לשמש הוא 108 מיליון ק"מ. הוא משלים מהפכה סביב השמש ב-224 ימי כדור הארץ, וסביב הציר שלו - ב-243.

כדור הארץ ומאדים

אלה הם כוכבי הלכת האחרונים של מה שנקרא הקבוצה הארצית, שנציגיה מאופיינים בנוכחות של משטח מוצק. במבנה שלהם, הליבה, המעטפת והקרום מובחנים (רק למרקורי אין את זה).

למאדים יש מסה השווה ל-10% ממסת כדור הארץ, שהיא, בתורה, 5.9726 10 24 ק"ג. קוטרו הוא 6780 ק"מ, כמעט מחצית מקוטרו של כוכב הלכת שלנו. מאדים הוא כוכב הלכת השביעי בגודלו במערכת השמש. בניגוד לכדור הארץ, ש-71% משטחו מכוסה באוקיינוסים, מאדים הוא אדמה יבשה לחלוטין. מים נשתמרו מתחת לפני השטח של כדור הארץ בצורה של מעטה קרח מסיבי. פני השטח שלו בעלי גוון אדמדם בשל התכולה הגבוהה של תחמוצת ברזל בצורת מגהמיט.

האטמוספרה של מאדים נדירה מאוד, והלחץ על פני כוכב הלכת קטן פי 160 ממה שאנחנו רגילים אליו. על פני כדור הארץ יש מכתשי פגיעה, הרי געש, שקעים, מדבריות ועמקים, ובקטבים יש כיפות קרח, ממש כמו בכדור הארץ.

יום מאדים ארוך מעט מיום כדור הארץ, והשנה היא 668.6 ימים. בניגוד לכדור הארץ, שיש לו ירח אחד, לכוכב הלכת יש שני לוויינים לא סדירים - פובוס ודימוס. שניהם, כמו הירח לכדור הארץ, מופנים כל הזמן למאדים באותו צד. פובוס מתקרב בהדרגה לפני השטח של כוכב הלכת שלו, נע בספירלה, וסביר להניח שבסופו של דבר ליפול עליו או להתפרק. דימוס, לעומת זאת, מתרחק בהדרגה ממאדים ועשוי לעזוב את מסלולו בעתיד הרחוק.

בין מסלולי מאדים לכוכב הלכת הבא, צדק, ישנה חגורת אסטרואידים המורכבת מגרמי שמים קטנים.

יופיטר ושבתאי

איזה כוכב הוא הגדול ביותר? ישנם ארבעה ענקי גז במערכת השמש: צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. צדק הוא הגדול שבהם. האטמוספירה שלו, כמו זו של השמש, היא בעיקר מימן. לכוכב הלכת החמישי, הקרוי על שמו של אל הרעם, רדיוס ממוצע של 69,911 ק"מ ומסה העולה על זו של כדור הארץ פי 318. השדה המגנטי של כוכב הלכת חזק פי 12 מזה של כדור הארץ. פני השטח שלו מוסתרים מתחת לעננים אטומים. עד כה, מדענים מתקשים לומר בדיוק אילו תהליכים יכולים להתרחש מתחת לצעיף הצפוף הזה. ההנחה היא שעל פני השטח של צדק יש אוקיינוס ​​מימן רותח. אסטרונומים רואים בכוכב הלכת הזה "כוכב כושל" בשל דמיון מסוים בפרמטרים שלהם.

לצדק 39 לוויינים, 4 מהם - איו, אירופה, גנימד וקליסטו - התגלו על ידי גלילאו.

שבתאי קטן במקצת מצדק, הוא השני בגודלו מבין כוכבי הלכת. זהו כוכב הלכת השישי, הבא, המורכב גם הוא ממימן עם זיהומי הליום, כמות קטנה של אמוניה, מתאן, מים. כאן משתוללים הוריקנים, שמהירותם יכולה להגיע ל-1800 קמ"ש! השדה המגנטי של שבתאי אינו חזק כמו של צדק, אלא חזק מזה של כדור הארץ. גם צדק וגם שבתאי שטוחים מעט בקטבים בגלל סיבוב. שבתאי כבד פי 95 מכדור הארץ, אך צפיפותו קטנה מזו של מים. זה הגוף השמימי הכי פחות צפוף במערכת שלנו.

שנה בשבתאי נמשכת 29.4 ימי כדור הארץ, יום הוא 10 שעות 42 דקות. (לצדק יש שנה - 11.86 כדור הארץ, יום - 9 שעות 56 דקות). יש לו מערכת טבעות המורכבת מחלקיקים מוצקים בגדלים שונים. יש להניח שאלו עשויים להיות שרידי הלוויין שהתמוטט של הפלנטה. בסך הכל, לשבתאי יש 62 לוויינים.

אורנוס ונפטון הם כוכבי הלכת האחרונים

כוכב הלכת השביעי של מערכת השמש הוא אורנוס. הוא נמצא במרחק של 2.9 מיליארד ק"מ מהשמש. אורנוס הוא השלישי בגודלו מבין כוכבי הלכת של מערכת השמש (רדיוס ממוצע - 25,362 ק"מ) והרביעי בגודלו (עולה על כדור הארץ פי 14.6). שנה כאן נמשכת 84 שעות כדור הארץ, יום - 17.5 שעות. באטמוספירה של כוכב הלכת הזה, בנוסף למימן ולהליום, נפח משמעותי תפוס על ידי מתאן. לכן, עבור צופה ארצי, לאורנוס יש צבע כחול בהיר.

אורנוס הוא כוכב הלכת הקר ביותר במערכת השמש. טמפרטורת האטמוספירה שלו ייחודית: -224 מעלות צלזיוס. מדוע לאורנוס יש טמפרטורה נמוכה יותר מכוכבי הלכת המרוחקים מהשמש אינה ידועה למדענים.

לכוכב הלכת הזה יש 27 ירחים. לאורנוס יש טבעות דקות ושטוחות.

נפטון, כוכב הלכת השמיני מהשמש, מדורג במקום הרביעי בגודלו (רדיוס ממוצע - 24,622 ק"מ) ושלישי במסה (17 כדור הארץ). עבור ענקית גז, הוא קטן יחסית (רק פי ארבעה מגודל כדור הארץ). גם האטמוספירה שלו מורכבת בעיקר ממימן, הליום ומתאן. ענני גז בשכבותיו העליונות נעים במהירות שיא, הגבוהה ביותר במערכת השמש - 2000 קמ"ש! כמה מדענים מאמינים כי מתחת לפני השטח של כדור הארץ, מתחת לעובי של גזים ומים קפואים, מוסתרים, בתורו, על ידי האטמוספירה, ליבת אבן מוצקה יכולה להסתתר.

שני כוכבי הלכת הללו קרובים בהרכבם, ולכן הם מסווגים לעתים כקטגוריה נפרדת - ענקי קרח.

כוכבי לכת קטנים

כוכבי לכת קטנים נקראים גופים שמימיים, הנעים גם הם סביב השמש במסלולים משלהם, אך שונים מכוכבי לכת אחרים בגדלים לא משמעותיים. בעבר נכללו בהם רק אסטרואידים, אך לאחרונה, כלומר מאז 2006, שייך להם פלוטו, שנכלל בעבר ברשימת כוכבי הלכת במערכת השמש והיה האחרון, העשירי. זה נובע משינויים בטרמינולוגיה. לפיכך, כוכבי הלכת הקטנים כוללים כעת לא רק אסטרואידים, אלא גם כוכבי לכת ננסיים - אריס, קרס, מייקמייק. הם נקראו פלוטואידים על שם פלוטו. המסלולים של כל כוכבי הלכת הננסיים המוכרים נמצאים מעבר למסלולו של נפטון, במה שמכונה חגורת קויפר, שהיא הרבה יותר רחבה ומסיבית מחגורת האסטרואידים. למרות שטבעם, כפי שחושבים מדענים, זהה: זהו החומר ה"לא בשימוש" שנותר לאחר היווצרות מערכת השמש. כמה מדענים הציעו כי חגורת האסטרואידים היא פסולת של כוכב הלכת התשיעי, פאטון, שמת כתוצאה מאסון עולמי.

ידוע כי פלוטו מורכב בעיקר מקרח וסלע מוצק. המרכיב העיקרי בשכבת הקרח שלו הוא חנקן. הקטבים שלו מכוסים בשלגים נצחיים.

זהו סדר כוכבי הלכת של מערכת השמש, על פי רעיונות מודרניים.

מצעד של כוכבי לכת. סוגי מצעדים

זו תופעה מאוד מעניינת למי שמתעניין באסטרונומיה. נהוג לקרוא למצעד של כוכבי לכת מיקום כזה במערכת השמש כאשר חלקם, הנעים ברציפות במסלוליהם, תופסים לזמן קצר עמדה מסוימת עבור צופה ארצי, כאילו מתייצבים לאורך קו אחד.

המצעד הגלוי של כוכבי הלכת באסטרונומיה הוא מיקום מיוחד של חמשת כוכבי הלכת הבהירים ביותר של מערכת השמש עבור אנשים שרואים אותם מכדור הארץ - מרקורי, נוגה, מאדים, כמו גם שני ענקים - צדק ושבתאי. בשלב זה, המרחק ביניהם קטן יחסית והם נראים היטב בגזרה קטנה של השמים.

ישנם שני סוגי מצעדים. גדול הוא המראה שלו כאשר חמישה גרמי שמים מסתדרים בשורה אחת. קטן - כשיש רק ארבעה מהם. תופעות אלו יכולות להיות נראות או בלתי נראות מחלקים שונים של כדור הארץ. יחד עם זאת, מצעד גדול הוא די נדיר - אחת לכמה עשורים. את הקטן אפשר לצפות אחת לכמה שנים, ומה שנקרא מיני-מצעד, שבו משתתפים רק שלושה כוכבי לכת, הוא כמעט מדי שנה.

עובדות מעניינות על המערכת הפלנטרית שלנו

נוגה, היחיד מבין כל כוכבי הלכת העיקריים במערכת השמש, מסתובב סביב צירו בכיוון ההפוך לסיבובו סביב השמש.

ההר הגבוה ביותר בכוכבי הלכת העיקריים של מערכת השמש הוא אולימפוס (21.2 ק"מ, קוטר - 540 ק"מ), הר געש כבוי במאדים. לפני זמן לא רב, על האסטרואיד הגדול ביותר במערכת הכוכבים שלנו, וסטה, התגלתה פסגה שעולה במידת מה על אולימפוס מבחינת פרמטרים. אולי זה הגבוה ביותר במערכת השמש.

ארבעת הירחים הגליליים של צדק הם הגדולים ביותר במערכת השמש.

בנוסף לשבתאי, לכל ענקי הגז, כמה אסטרואידים וירח ריאה של שבתאי יש טבעות.

איזו מערכת כוכבים הכי קרובה אלינו? מערכת השמש היא הקרובה ביותר למערכת הכוכבים של הכוכב המשולש אלפא קנטאורי (4.36 שנות אור). ההנחה היא שכוכבי לכת הדומים לכדור הארץ יכולים להתקיים בו.

לילדים על כוכבי לכת

איך להסביר לילדים מהי מערכת השמש? הדגם שלה, שניתן להכין עם הילדים, יעזור כאן. כדי ליצור כוכבי לכת, אתה יכול להשתמש בפלסטלינה או כדורי פלסטיק (גומי) מוכנים, כפי שמוצג להלן. יחד עם זאת, יש צורך לבחון את היחס בין גדלי "כוכבי הלכת", כדי שהמודל של מערכת השמש באמת יעזור לגבש את הרעיונות הנכונים על החלל אצל ילדים.

תצטרכו גם קיסמים שיחזיקו את גרמי השמים שלנו, וכרקע תוכלו להשתמש בדף קרטון כהה עם נקודות קטנות המחקות כוכבים שצוירו עליהם בצבע. בעזרת צעצוע אינטראקטיבי כזה, יהיה קל יותר לילדים להבין מהי מערכת השמש.

העתיד של מערכת השמש

המאמר תיאר בפירוט מהי מערכת השמש. למרות יציבותה לכאורה, השמש שלנו, כמו כל דבר בטבע, מתפתחת, אבל התהליך הזה, בסטנדרטים שלנו, הוא ארוך מאוד. היצע דלק המימן במעיו הוא עצום, אך לא אינסופי. אז, לפי השערות של מדענים, זה יסתיים בעוד 6.4 מיליארד שנים. ככל שהוא נשרף, ליבת השמש תהפוך צפופה וחמה יותר, והקליפה החיצונית של הכוכב תהפוך רחבה יותר ויותר. גם בהירות הכוכב תגדל. ההנחה היא שבעוד 3.5 מיליארד שנים, בגלל זה, האקלים על פני כדור הארץ יהיה דומה לוונוס, וחיים בו במובן הרגיל עבורנו לא יהיו אפשריים יותר. לא יישארו מים כלל; בהשפעת טמפרטורות גבוהות הם יתאדו לחלל החיצון. לאחר מכן, על פי מדענים, כדור הארץ ייקלט בשמש ויתמוסס במעמקיה.

התחזית אינה בהירה במיוחד. עם זאת, ההתקדמות אינה עומדת במקום, ואולי, עד אז, טכנולוגיות חדשות יאפשרו לאנושות להשתלט על כוכבי לכת אחרים, שעליהם זורחות שמשות אחרות. אחרי הכל, כמה מערכות "שמש" בעולם, המדענים עדיין לא יודעים. יש כנראה אינספור מהם, וביניהם בהחלט אפשרי למצוא אחד מתאים למגורי אדם. איזו מערכת "סולרית" תהפוך לביתנו החדש אינה כל כך חשובה. הציוויליזציה האנושית תישמר, ועמוד נוסף יתחיל בהיסטוריה שלה...

מערכת השמש שלנו נראית גדולה מדי, משתרעת על פני 4 טריליון קילומטרים מהשמש. אבל זה רק אחד ממיליארדי הכוכבים האחרים המרכיבים את גלקסיית שביל החלב שלנו.

מאפיינים כלליים של כוכבי הלכת של מערכת השמש

התמונה הרגילה של מערכת השמש היא כדלקמן: 9 כוכבי לכת מסתובבים במסלוליהם הסגלגלים סביב השמש הקבועה, הקופחת תמיד.

אבל המאפיינים של כוכבי הלכת של מערכת השמש הרבה יותר מסובכים ומעניינים. בנוסף לעצמם, ישנם רבים מהלוויינים שלהם, כמו גם אלפי אסטרואידים. הרבה מעבר למסלולו של פלוטו, שהוכר ככוכב לכת ננסי, ישנם עשרות אלפי שביטים ועולמות קפואים אחרים. קשורים בכוח המשיכה לשמש, הם מסתובבים סביבה במרחקים גדולים. מערכת השמש כאוטית, משתנה כל הזמן, לפעמים אפילו בפתאומיות. כוחות הכבידה גורמים לכוכבי לכת שכנים להשפיע זה על זה, ולשנות את מסלוליהם לאורך זמן. התנגשויות קשות עם אסטרואידים יכולות לתת לכוכבי הלכת זוויות נטייה חדשות. המאפיין של כוכבי הלכת של מערכת השמש מעניין בכך שהם משנים לפעמים את תנאי האקלים, מכיוון שהאטמוספרות שלהם מתפתחות ומשתנות.

כוכב שנקרא השמש

עד כמה שזה עצוב להבין, השמש מדלדלת בהדרגה את מלאי הדלק הגרעיני שלה. בעוד מיליארדי שנים הוא יתרחב לגודל של כוכב אדום ענק, יבלע את כוכבי הלכת מרקורי ונוגה, ובכדור הארץ תעלה הטמפרטורה לרמות כאלה שהאוקיינוסים יתנדפו לחלל, וכדור הארץ יהפוך לאדמה יבשה. עולם סלעי, בדומה למרקורי של היום. לאחר מיצתה את כל אספקת ההיתוך הגרעיני, השמש תקטן לגודל של ננס לבן, ולאחר מיליוני שנים, כבר כקליפה שרופה, היא תהפוך לגמד שחור. אבל לפני 5 מיליארד שנים, השמש ו-9 כוכבי הלכת שלה עדיין לא היו קיימים. קיימות גרסאות רבות ושונות להופעה בענני הגז והאבק הקוסמיים של השמש כפרוטוסטאר ומערכתו, אך כתוצאה ממיליארדי שנים של היתוך גרעיני, האדם המודרני צופה בו כפי שהוא כעת.

יחד עם כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים, כוכב בשם השמש נולד לפני כ-4.6 מיליארד שנים מענן אבק ענק שהתערבל בחלל. הכוכב שלנו הוא כדור של גזים בוערים, אם ניתן היה לשקול את השמש, המאזניים היו מראים 1990,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ק"ג של חומר המורכב מהליום ומימן.

כוח הכבידה

כוח הכבידה, על פי מדענים, הוא התעלומה המסתורית ביותר ביקום. זוהי המשיכה של חומר אחד למשנהו ומה שנותן לכוכבי הלכת צורה של כדור. כוח המשיכה של השמש חזק מספיק כדי להחזיק 9 כוכבי לכת, תריסר לוויינים ואלפי אסטרואידים ושביטים. כל זה מוחזק סביב השמש על ידי חוטי כבידה בלתי נראים. אבל ככל שהמרחק בין עצמים בחלל גדל, המשיכה ביניהם נחלשת במהירות. המאפיין של כוכבי הלכת של מערכת השמש תלוי ישירות בכוח הכבידה. לדוגמה, המשיכה של פלוטו לשמש קטנה בהרבה מכוח המשיכה בין השמש למרקורי או נוגה. השמש וכדור הארץ מושכים זה את זה, אך בשל העובדה שמסת השמש גדולה בהרבה, אז המשיכה מהצד שלה חזקה יותר. מאפיינים השוואתיים של כוכבי הלכת של מערכת השמש יעזרו להבין את התכונות העיקריות של כל אחד מכוכבי הלכת.

קרני השמש נעות בכיוונים שונים בחלל החיצון, ומגיעות לכל תשעת כוכבי הלכת המסתובבים סביב השמש. אבל בהתאם למידת המרחק של כוכב הלכת, מגיעה אליו כמות שונה של אור, ומכאן המאפיינים השונים של כוכבי הלכת של מערכת השמש.

כַּספִּית

בכוכב חמה, כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש, נראה שהשמש גדולה פי 3 מהשמש של כדור הארץ. במהלך היום זה יכול להיות בהיר בצורה מסנוורת. אבל השמים חשוכים גם במהלך היום כי אין להם אווירה להקפיץ ולפזר את אור השמש. כאשר השמש פוגעת בנוף הסלעי של מרקורי, הטמפרטורה יכולה להגיע עד 430 C. אבל בלילה, כל החום חוזר בחופשיות לחלל, וטמפרטורת פני השטח של כוכב הלכת יכולה לרדת ל-173 C.

וֵנוּס

המאפיינים של כוכבי הלכת של מערכת השמש (כיתה ה' לומדת נושא זה) מובילים לבחינת כוכב הלכת הקרוב ביותר לבני כדור הארץ - נוגה. נוגה, כוכב הלכת השני מהשמש, מוקף באטמוספירה שהיא בעיקרה גז פחמן דו חמצני. באטמוספירה כזו נצפים כל הזמן עננים של חומצה גופרתית. מעניין שלמרות העובדה שנוגה רחוקה יותר מהשמש מאשר מרקורי, טמפרטורת פני השטח שלה גבוהה יותר ומגיעה ל-480 C. הסיבה לכך היא פחמן דו חמצני, שיוצר אפקט חממה ושומר על חום על כדור הארץ. לנוגה יש גודל וצפיפות דומים לכדור הארץ, אך תכונות האטמוספירה שלו מזיקות לכל היצורים החיים. התגובות הכימיות בעננים מייצרות חומצות שיכולות להמיס עופרת, בדיל וסלעים. בנוסף, נוגה מכוסה באלפי הרי געש ונהרות לבה שנוצרו במשך מיליוני שנים. סמוך לפני השטח, האטמוספירה של נוגה עבה פי 50 מזו של כדור הארץ. לכן כל העצמים שחודרים אליו מתפוצצים לפני שהם פוגעים במשטח. מדענים גילו כ-400 נקודות שטוחות על נוגה, שכל אחת מהן בקוטר של 29 עד 48 ק"מ. אלו הן צלקות של מטאוריטים שהתפוצצו מעל פני כדור הארץ.

כדור הארץ

לכדור הארץ, שבו כולנו חיים, יש תנאי אטמוספירה וטמפרטורה אידיאליים לחיים, מכיוון שהאטמוספירה שלנו מורכבת בעיקר מחנקן וחמצן. מדענים מוכיחים שכדור הארץ סובב סביב השמש, נשען על צד אחד. ואכן, מיקומו של כוכב הלכת סוטה מהזווית הישרה ב-23.5 מעלות. הטיה זו, כמו גם גודלה, על פי מדענים, הפלנטה שלנו קיבלה לאחר התנגשות חזקה עם גוף קוסמי. הטיה הזו של כדור הארץ היא שיוצרת את עונות השנה: חורף, אביב, קיץ וסתיו.

מַאְדִים

אחרי כדור הארץ בא מאדים. על מאדים, נראה שהשמש קטנה פי שלושה מכדור הארץ. רק שליש מהאור בהשוואה למה שרואים בני כדור הארץ מתקבל על ידי מאדים. בנוסף, הוריקנים מתרחשים לעתים קרובות על הפלנטה הזו, ומעלים אבק אדום מפני השטח. אבל, בכל זאת, בימי הקיץ, הטמפרטורה על מאדים יכולה להגיע ל-17 C, בדיוק כמו בכדור הארץ. למאדים יש גוון אדום מכיוון שהמינרלים של תחמוצת הברזל באדמתו משקפים את האור האדמדם-כתום של השמש, במילים אחרות, אדמת מאדים מכילה הרבה ברזל חלוד, וזו הסיבה שמאדים נקרא לרוב כוכב הלכת האדום. אוויר מאדים נדיר מאוד - אחוז אחד מצפיפות האטמוספירה של כדור הארץ. האטמוספירה של כוכב הלכת מורכבת מפחמן דו חמצני. מדענים מודים שפעם, לפני כ-2 מיליארד שנה, היו נהרות ומים נוזליים על הפלנטה הזו, והאטמוספירה הכילה חמצן, מכיוון שברזל מחליד רק כאשר הוא יוצר אינטראקציה עם חמצן. יתכן שהאטמוספירה של מאדים הייתה מתאימה פעם להופעת חיים על כוכב הלכת הזה.

לגבי פרמטרים כימיים ופיזיקליים, המאפיינים של כוכבי הלכת של מערכת השמש מוצגים להלן (טבלה לכוכבי לכת יבשתיים).

	ההרכב הכימי של האטמוספירה					פרמטרים פיזיים
						לחץ, כספומט.	טמפרטורה, C
							-30 עד +40

כפי שאתה יכול לראות, ההרכב הכימי של האטמוספירה של כל שלושת כוכבי הלכת שונה מאוד.

זהו המאפיין של כוכבי הלכת של מערכת השמש. הטבלה לעיל מציגה בבירור את היחס בין כימיקלים שונים, כמו גם את הלחץ, הטמפרטורה והנוכחות של מים על כל אחד מהם, כך שכעת לא יהיה קשה לקבל מושג כללי על כך.

ענקי מערכת השמש

מאחורי מאדים נמצאים כוכבי הלכת הענקיים, המורכבים בעיקר מגזים. מאפיין פיזיקלי מעניין של כוכבי הלכת של מערכת השמש, כמו צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון.

כל הענקים מכוסים בעננים עבים, וכל אחד אחר מקבל פחות ופחות אור מהשמש. מיופיטר, השמש נראית כמו חמישית ממה שבני כדור הארץ רואים. צדק הוא כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש. תחת עננים עבים של אמוניה ומים, צדק מכוסה באוקיינוס ​​של מימן נוזלי מתכתי. תכונה של כוכב הלכת היא נוכחות של כתם אדום ענק על העננים התלויים מעל קו המשווה שלו. זוהי סערה ענקית באורך של כמעט 48,000 ק"מ שמקיפה את כוכב הלכת כבר למעלה מ-300 שנה. שבתאי הוא כוכב הלכת ההצגה במערכת השמש. בשבתאי, אור השמש חלש עוד יותר, אך עדיין חזק מספיק כדי להאיר את מערכת הטבעות העצומה של כוכב הלכת. אלפי טבעות, העשויות ברובן מקרח, מוארות על ידי השמש, והופכות אותן למעגלי אור ענקיים.

הטבעות של שבתאי עדיין לא נחקרו על ידי מדעני כדור הארץ. לפי כמה גרסאות, הם נוצרו כתוצאה מהתנגשות של הלוויין שלו עם כוכב שביט או אסטרואיד, ובהשפעת כוח הכבידה העצום הפכו לטבעות.

כוכב הלכת אורנוס הוא עולם קר, שנמצא במרחק של 2.9 מיליארד ק"מ מהכוכב הראשי. הטמפרטורה הממוצעת של האטמוספירה שלו היא -177 C. זהו כוכב הלכת עם הנטייה הגדולה ביותר ומסתובב סביב השמש, שוכב על צדה, ואפילו בכיוון ההפוך.

פלוטו

כוכב הלכת ה-9 הרחוק ביותר - פלוטו הקפוא - זורח באור קר מרוחק, והוא ממוקם במרחק של 5.8 מיליארד קילומטרים ונראה כמו כוכב בהיר בשמים אפלים.

כוכב הלכת הזה כל כך קטן וכל כך רחוק מכדור הארץ שמדענים יודעים עליו מעט מאוד. פני השטח שלו מורכבים מקרח חנקן, כדי לעשות סיבוב אחד סביב השמש, זה לוקח בערך 284 שנות כדור הארץ. השמש על כוכב הלכת הזה אינה שונה ממיליארדי כוכבים אחרים.

תיאור מלא של כוכבי הלכת של מערכת השמש

הטבלה (תלמידי כיתה ה' לומדים את הנושא הזה בפירוט מספק), הממוקמת למטה, מאפשרת לא רק לקבל מושג על כוכבי הלכת של מערכת השמש, אלא גם מאפשרת להשוות ביניהם במונחים של פרמטרים בסיסיים.

כוכב לכת	מרחק מהשמש, אסטרס יחידות	תקופת המחזור, שנים	תקופת סיבוב סביב ציר	רדיוס, ביחס לרדיוס כדור הארץ	מסה, ביחס למסה של כדור הארץ	צפיפות, ק"ג/מ"ק	מספר לוויינים
כַּספִּית
			23 שעות 56 דקות
			24 שעות 37 דקות
			9 שעות 50 דקות
			10 שעות 12 דקות
			17:00 14 דקות
			16:07 דקות

כפי שאתה יכול לראות, אין כוכב לכת כמו כדור הארץ בגלקסיה שלנו. המאפיינים לעיל של כוכבי הלכת של מערכת השמש (טבלה, דרגה 5) מאפשרים להבין זאת.

סיכום

תיאור קצר של כוכבי הלכת של מערכת השמש יאפשר לקוראים לצלול מעט לתוך עולם החלל ולזכור שבני כדור הארץ הם עדיין היצורים התבוניים היחידים ביקום העצום והעולם הסובב אותם חייב להיות מוגן, לשמר ולשקם כל הזמן.

ביתנו "כדור הארץ" הוא בין 7 כוכבי לכת גדולים ו-5 ננסיים הנעים סביב הכוכב החשוב ביותר "שמש"! השם "מערכת השמש" הגיע מכיוון שכל כוכבי הלכת תלויים בשמש ונעים במערכת.

מערכת פלנטרית או שמש!

למי שעדיין לא יודע על מה אנחנו מדברים עכשיו, אנחנו מודיעים לכם: מערכת השמש היא מערכת פלנטרית כזו המורכבת משמונה כוכבי לכת גדולים וחמישה כוכבי לכת ננסיים, ובמרכזה יש אחד מאוד בהיר, חם וחם. מושך כוכבי לכת אחרים - "כוכב". ובמערכת השמש הזו של כוכבי לכת נמצא משכנו - כדור הארץ.

מערכת השמש שלנו מכילה לא רק כוכבי לכת חמים וקרים רחוקים, אלא גם את כל העצמים האחרים החיים בחלל, כולל מספר עצום של שביטים, אסטרואידים, מספר רב של לוויינים, כוכבי לכת ועוד הרבה, הרבה יותר, באופן כללי, כל מה שזז מסביב השמש ונופל לתוך אזור המשיכה והכבידה שלה.

מפת מערכת השמש בעולם המודרני!

המערכת הפלנטרית שלנו נוצרה לפני למעלה מ-4.5 מיליארד שנים!

לפני יותר מ-4.5 מיליארד שנים, כשמערכת השמש שלנו עדיין לא הייתה קיימת, הופיע הכוכב הראשון ומסביבו הייתה דיסקית ענקית, בה הייתה כמות עצומה של גז, אבק וחומרים נוספים. , מתוך ענן גז, על שברי הדיסק המקיף את הכוכב שלנו ובשל דחיסה גרביטציונית, החלו להופיע כוכבי לכת. הסיבוב סביב השמש דחף חלקיקי אבק שגדלו וגדלו, כמו כדור שלג שמתגלגל במורד הר והופך לגדול יותר ויותר, כך שחלקיקי האבק הפכו בסופו של דבר לאבנים, ואחרי שנים רבות האבנים הללו הפכו לאבני מרוצף והתנגשו באותן אחרות. עם הזמן הם רכשו ממדים עצומים ולבשו צורה של כדורים ענקיים, שהיום אנו מכירים ככוכבי לכת. היווצרות זו ארכה מיליארדי שנים, עם זאת, חלק מכוכבי הלכת של מערכת השמש נוצרו די מהר ביחס לאחרים, ולמרבה הפלא, זה לא תמיד היה תלוי במרחק לענק האש ובהרכב הכימי של הגוף הפיזי. עדיין אין מה לומר על זה.

המבנה הנוכחי של מערכת השמש.

למרות העובדה שכל כוכבי הלכת של מערכת השמש ממוקמים קרוב למישור האקליפטי (בלטינית - אקליפטיקה), הם אינם נעים סביב הכוכב הראשי אך ורק לאורך קו המשווה (לכוכב עצמו יש ציר סיבוב בנטייה של 7 מעלות), חלקם זזים אחרת. למשל, פלוטו סוטה מהמישור הזה ב-17 מעלות, מכיוון שהוא הכי רחוק, והכוכב אינו גדול (לאחרונה הוא הפסיק להיחשב ככוכב לכת ועכשיו הוא כוכב לכת).

כוכב הלכת הקטן ביותר במערכת השמש כיום- זה כַּספִּית, יש לו סטייה של עד 7 מעלות, וזה לגמרי לא מובן, כי הוא ממוקם הכי קרוב לשמש ומופעל עליו כוח משיכה עצום של הכוכב, אבל בכל זאת, מרקורי ורוב כוכבי הלכת האחרים מנסים להיות ב סיבוב של דיסק שטוח.

כמעט כל המסה של מערכת השמש, וזו 99.6 אחוז מהמסה, נופלת על הכוכב שלנו - השמש, והחלק הקטן הנותר מתחלק בין כוכבי הלכת של מערכת השמש וכל השאר: שביטים, מטאורים וכו'. מימדי המערכת אינם מסתיימים בכוכבי הלכת הרחוקים ביותר או בכוכבי הלכת, אלא במקום שבו מסתיימת המשיכה של הכוכב הזהוב שלנו, והיא מסתיימת בענן אורט.

המרחק העצום הזה, שליש מהמרחק לכוכב הבא עבורנו, פרוקסימה קנטאורי, מדבר על כמה ענקית מערכת השמש שלנו. ראוי לומר שענן אורט קיים באופן היפותטי בלבד, זהו כדור המקיף את הכוכב שלנו במרחק של 2 שנות אור ממנו, שבו יש מספר עצום של שביטים, שבתורם, כפי שהמדע שלנו מציע, נופלים תחת את השפעת השמש שלנו וממהרים למרכז המערכת נושאים איתם גזים וקרח. שם, בפאתי הכדור העצום הזה, כבר לא פועלת המשיכה של גוף האור הענק שלנו, במקום הזה יש מרחב בין-כוכבי פתוח, רוח כוכבית וקרינה בין-כוכבית ענקית.

מערכת השמש מורכבת ברובה מענקי גז!

יש לציין גם שבעצם מערכת השמש שלנו מכילה הכי הרבה ענקי גז: אורנוס, נפטון, צדק ושבתאי. כוכב הלכת האחרון, למרות העובדה שהוא תופס את הקו השני במערכת השמש שלנו בגודלו, שני רק לצדק, הוא הקל ביותר. אם, למשל, היה אוקיינוס ​​על שבתאי (אם כי זה לא יכול להיות, מכיוון שלכוכב אין משטח מוצק), אז כוכב הלכת עצמו היה צף באוקיינוס ​​הזה.

כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש- זה בהחלט צדק, זהו גם שואב אבק ענק היונק לתוכו שביטים גדולים וגופים קוסמיים אחרים. המשיכה החזקה שלו מצילה את כוכב הלכת שלנו, ובאמת את כל כוכבי הלכת הפנימיים במערכת השמש, מאסון מפחיד. בנוסף, כוחו הרב מונע היווצרותו של כוכב לכת חדש בין צדק למאדים בחגורת האסטרואידים, אותו ניתן היה להרכיב מכמות גדולה של חומר אסטרואידי.

כוכב הלכת החם ביותר במערכת השמש שלנו- זה ברור וֵנוּס, למרות העובדה שהוא רחוק פי שניים ממרקורי הקרוב ביותר לשמש. נוגה היא הלוהטת ביותר, וזאת בשל העובדה שיש בה עננים צפופים מאוד, את החום שנכנס לפני השטח של נוגה לא ניתן לקרר, זהו מעין חדר אדים ענק בטמפרטורה של 400 מעלות צלזיוס. בהקשר זה, נוגה היא זו שזורחת מאוד מכדור הארץ, וזה לא רק בגלל שהוא כוכב הלכת הקרוב אלינו, אלא גם בגלל שהעננים שלו משקפים כמות גדולה של אור שמש. בנוגה, בין היתר, שנה קצרה מיום, זאת בשל העובדה שהיא מסתובבת סביב צירו לאט יותר מאשר סביב כוכב במערכת השמש. בניגוד לכל אחד אחר, יש לו סיבוב הפוך, למרות שאורנוס הוא אפילו יותר חריג, הוא מסתובב בשכיבה על הקצה.

תרשים מפורט של מערכת השמש!

מדענים סיפרו על כמה כוכבי לכת, כוכבים ולוויינים במערכת השמש.

ישנם 8 כוכבי לכת גדולים ו-5 ננסיים במערכת השמש שלנו. הגדולים שבהם כוללים: "מרקורי", "ונוס", "כדור הארץ", "", "יופיטר", "שבתאי", "אורנוס" ו"נפטון". לגמדים: "Ceres", "Pluto", "Haumea", "Makemake" ו"Eris". לכל כוכבי הלכת במערכת השמש יש גודל, מסה, גיל ומיקום משלהם.

אם תסדר את כוכבי הלכת לפי הסדר, הרשימה תיראה כך: "מרקורי", "ונוס", "כדור הארץ", "מאדים", "קרס" (כוכב לכת ננסי), "צדק", "שבתאי", "אורנוס". ", "נפטון", ורק כוכבי הלכת הננסיים "פלוטו", "האומיה", "מייקמייקה" ו"אריס" יגיעו רחוק יותר.

יש רק כוכב משמעותי אחד במערכת הפלנטרית - השמש. החיים על פני כדור הארץ תלויים בשמש, אם הכוכב הזה יתקרר, החיים על פני כדור הארץ יפסיקו להתקיים.

יש לנו 415 לוויינים במערכת השמש שלנו, ורק 172 הם כוכבי לכת, ו-243 הנותרים הם לוויינים של גרמי שמים קטנים מאוד.

דגם של מערכת השמש בפורמטים דו-ממדיים ותלת-ממדיים.

דגם של המערכת הפלנטרית בפורמט דו מימדי!

דגם של המערכת הפלנטרית בתלת מימד!

מערכת השמש (תמונות)

השם "מערכת השמש" מגיע מהעובדה שכל כוכבי הלכת תלויים בשמש ונעים סביבה בתבנית מסוימת. כוכב הלכת כדור הארץ הוא בין 7 כוכבי לכת גדולים ו-5 ננסיים הנעים סביב הכוכב החשוב ביותר "שמש"!

התמונה מציגה את המפה הנכונה כביכול של מערכת השמש בעולם המודרני! תמונה זו מציגה את סדר כוכבי הלכת מהשמש.

למרות העובדה שמבנה מערכת השמש נראה מפחיד וכל כוכבי הלכת ממוקמים קרוב למישור האקליפטי (בלטינית - אקליפטיקה), הם אינם נעים סביב הכוכב הראשי אך ורק לאורך קו המשווה (לכוכב עצמו יש ציר של סיבוב עם נטייה של 7 מעלות), חלקם זזים אחרת.

התמונה מציגה תרשים רשמי מפורט של מערכת השמש, שצוירה על ידי עובדי נאס"א באמצעות אלגוריתמים ותוכניות מיוחדות.