Уран. Физические характеристики.Атмосфера, внутреннее строение, магнитосфера. Элементы орбиты и особенности движения. Спутники и кольца.
Уран – седьмая планета Солнечной системы. Экваториальный радиус: 25 559 ± 4 км, полярный радиус: 24 973 ± 20 км. Масса: 8.68× 
кг или 14.536 массы Земли. Средняя плотность: 1.27 г/см³. Хотя Уран и не имеет твёрдой, наиболее удалённую часть газообразной оболочки называют его атмосферой. Атмосфера Урана начинается на расстоянии в 300 км от внешнего слоя при давлении в 100 бар и температуре в 320 K. «Атмосферная корона» простирается на расстояние, в 2 раза превышающее радиус от «поверхности» с давлением в 1 бар. Атмосферу условно можно разделить на 3 части:тропосфера (-300 км — 50 км; давление составляет 100 — 0,1 бар), стратосфера (50 — 4000 км; давление составляет 0,1 — 
бар) и термосфера/атмосферная корона (4000 — 50000 км от поверхности). Состав атмосферы характеризуется высоким содержанием гелия и молекулярного водорода. Гелий не локализован в центре планеты, что характерно для других газовых гигантов. Третья составляющая атмосферы Урана — метан (CH4). Высокое содержание метана (2,3%) в атмосфере Урана. Метан поглощает в красной областиспектра, поэтому планета имеетсине-зеленый цвет.предполагалось, что магнитное поле Урана будет соответствовать направлению солнечного ветра. В этом случае геомагнитные полюса должны были бы совпадать с географическими, которые лежат в плоскости эклиптики. Однако измерения позволили обнаружить, что Урана магнитное поле не направлено из геометрического центра планеты и наклонено на 59 градусов относительно оси вращения. Фактически магнитный диполь смещён от центра планеты к южному полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты. Среднее расстояние Урана от Солнца 19.23 а.е. Период обращения вокруг Солнца равен 84.323 года. Наклон орбиты к плоскости эклиптики 0.772°. Наклон оси вращения: 97.77°. Период вращения: 17h14m24s. Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты подуглом 97,77°,что даётполностью отличный от других планет Солнечной системы процесссмены времён года. В качестве причины такого аномального вращения обычно называетсястолкновение Урана с другим планетезималем на раннем этапе егоформирования. В моменты солнцестояний один из полюсов планеты оказываетсянаправленным на Солнце. Только узкая полоска около экватораиспытывает быструю смену дня и ночи; при этом Солнце в это времярасположено очень низко над горизонтом — как в земных полярныхширотах. Каждый полюс 42земных года находится в темноте — и ещё 42 года освещён.В настоящее время у Урана достоверно обнаружено 27 спутников исистема колец.
|
|
|
Нептун. Физические характеристики.Атмосфера, внутреннее строение, магнитосфера. Элементы орбиты и особенности движения. Спутники и кольца. Спутник нептуна Тритон.
|
|
|
Нептун – восьмаяпланета Солнечной системы. Экваториальный радиус:24 764 ± 15 км,полярный радиус: 24 341 ± 30 км. Масса: 1,0243× 
кг или 17.147массы Земли. Средняя плотность: 1.638 г/см³. Среднее расстояние Нептуна от Солнца 30.1 а.е. Период обращения вокруг Солнца равен 164.79 года. Наклон орбиты кплоскости эклиптики 1.768°. Наклон оси вращения: 28.32°. Периодвращения: 16h6m36s.
Внутреннее строение Нептуна похоже на внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10—20 % от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10—20% расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа. Объёмные концентрацииметана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы. Масса мантии Нептуна превышает земную в 10—15 раз и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. В верхних слоях атмосферы обнаруженводородигелий, которые составляют соответственно 80 и 19 % на данной высоте. Также наблюдаются следыметана. Магнитосферой и магнитным полем, сильно наклонённым на 47° относительно оси вращения планеты, Нептун напоминает Уран.
У Нептуна известно 13 спутникови система колец.
Крупнейший спутник – Тритон –по спирали медленноприближается к Нептуну и втечение ближайших 10–100 млн.лет будет разрушен приливнымвзаимодействием, превратившисьв кольцо, предположительноболее мощное, чем у Сатурна. Тритон имеет необычную орбиту. Он движется в направлении, обратном вращению Нептуна, при этом его орбита сильно наклонена к плоскости экватора планеты и к плоскостиэклиптики. Это единственный крупный спутник вСолнечной системе, движущийся в обратном направлении. Ещё одна особенность орбиты Тритона— она представляет собой почти правильную окружность. Тритон имеет диаметр 2706км иплотностьоколо 2,07 г/см³. Его поверхность покрытаметановымиазотнымльдом. Несмотря на крайне низкую температуру поверхности, за счёт сублимации азота образуется разреженнаяатмосфера. Давление у поверхности достигает 15микробар, что составляет, примерно, 1/70000 от давленияземной атмосферы.
|
|
|
Астероиды. Правило Тициуса-Боде. Главный пояс астероидов. Эрида. Крупнейшие астероиды. Посадка на астероид Эрос. Троянские астероиды планет. Пояс Койпера. Транснептуновые карликовые планеты. Система Плутона. Седна.
Астеро́ид — небольшое планетоподобное небесное тело, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по размерам планетам, хотя при этом и у них могут быть спутники.Астероиды - тела с диаметром более 30 м, тела меньшего размера называют метеороидами.
|
|
|
Правило Тициуса – Боде – закономерность в ряде чисел, выражающих средние расстояния a планет от Солнца:a = 0.1·(3·2n + 4) а.е.
Главный пояс астероидов – скопление астероидов, движущихся между орбитами Марса и Юпитера на средних расстояниях от 2,2 до 3,6 а. е. от Солнца. В нем находится от 1 100 000 до 1 900 000 астедоидов.
Эри́да— самая массивнаяизкарликовых планетСолнечной системы. Относится ктранснептуновым объектам. Эрида претендовала на статус десятойпланеты. Однако именно открытие Эриды подтолкнуло процесс пересмотра статуса Плутора как планеты, вместо признания Эриды планетой. Размеры Эриды и Плутона настолько близки, что нельзя с уверенностью утверждать, какой из этих объектов крупнее.
Крупнейшие астероиды: Церера, занимает 32% от общей массы главного пояса астероидов; Веста(95); Паллада(7%); Гигея(3%).
Посадка на астероид ЭросВ течение года космический аппарат NEAR Shoemaker исследовал астероид Эрос. После того, как программа полета была выполнена, было принято решение предпринять попытку посадить аппарат на астероид. Двенадцатого февраля Shoemaker на скорости около 8 километров в час врезался в поверхность Эроса, успев за последний час полета передать несколько десятков уникальных снимков, на которых впервые в истории астероид был запечатлен со столь близкого расстояния. Шансы на то, что аппарат сможет выдержать жесткую посадку, были ничтожны, однако, Shoemaker уцелел и вышел на связь с Землей. Первичными научными целями по исследованию астероида 433 Эрос были:изучить насыпные свойства (размер, форма, объем, масса, область тяжести, состояние вращения);изучить поверхностные свойства (минеральный состав, геология, морфология, текстура);изучить внутренние свойства (распределение масс и магнитное поле).
Троянские астероиды — группа астероидов, находящихся в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 любых планет.Первые астероиды этого типа были обнаружены у Юпитера. Эти астероиды называют по именам персонажей Троянской войны, описанных в Илиаде.Кроме троянцев Юпитера известны троянцы Марса, Нептуна и Земли.
Пояс Койпера– область Солнечной системы,находящаяся за орбитой Нептуна, на расстоянии, превышающем30 а.е. от Солнца. Пояс Койпера похож на пояс астероидов, но в20 раз шире и в 20-200 раз превышает пояс астероидов по массе.Подобно поясу астероидов, пояс Койпера состоитв основном из малых тел и включает как минимум четырекарликовых планеты – Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке – они принадлежат классу транснептуновых карликовых планет. Вотличие от каменных и металлических астероидов главногопояса, объекты пояса Койпера состоят в основном иззамороженного метана, аммиака и воды.
Плуто́н— крупнейшая по размерам, наряду с Эридой, карликовая планета Солнечной системы, транснептуновый объект. Плутон считается одним из крупнейших объектов в поясе Койпера.Как и большинство объектов в поясе Койпера, Плутон состоит в основном из горных пород и льда и он относительно мал: его масса меньше массы Луны в пять раз, а объём — в три раза. У орбиты Плутона большой эксцентриситет и большой наклон относительно плоскости эклиптики.Из-за эксцентричности орбиты Плутон то приближается к Солнцу на расстояние 29,6 а. е., оказываясь к нему ближе Нептуна, то удаляется на 49,3 а. е. Плутон и его крупнейший спутник Харон часто рассматриваются в качестве двойной планеты.
Седна - транснептуновый объект, вероятно являетсякарликовой планетой.ПеригелийСедны в три раза дальше отСолнца, чем орбитаНептуна, а большая часть орбиты расположена ещё дальше (афелий примерно равен 960 а. е., что превышает расстояние Солнце-Нептун в 37 раз). Это делает Седну одним из наиболее удалённых известных объектов Солнечной системы, за исключением долгопериодических комет.
Кометы. Строение комет. Типы орбит комет. Комета Галлея. Комета Хейла-Боппа. Столкновение кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером. Эксперимент DeepImpact. Происхождение и эволюция комет. Астероиды Фаэтон и Диоретса. Астероидно-кометная опасность. Астероид Апофис.
Коме́та— небольшое небесное тело, обращающееся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ, испаряющихся при подлёте к Солнцу.Кометы, прибывающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой.
Строение комет. Кометы состоят из ядра и окружающей его светлой туманной оболочки (комы), состоящей из газов и пыли. У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» — слабая светящаяся полоса, которая в результате светового давленияи действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от нашего светила сторону. Эта полоса может достигать 240 млн.км. Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. Состав большинства пылинок схож с астероидным материалом солнечной системы.Свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.Хвосты комет делятся на три основных типа: прямые и узкие, направленные прямо от Солнца; широкие и немного искривлённые, уклоняющиеся от Солнца; короткие, сильно уклонённые от Солнца.Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение.
Коме́та Галле́я— яркая короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу каждые 75—76 лет. Является первой кометой, для которой определили эллиптическую орбиту и установили периодичность возвращений. Комета Галлея — единственная короткопериодическая комета, хорошо видимая невооружённым глазом.
Комета Хе́йла — Бо́ппа— долгопериодическая комета, которая стала самой «наблюдаемой» кометой XX века, и одной из самых ярких за несколько последних десятилетий. Она была видима невооружённым глазом рекордный срок — 18 месяцев, и это в два раза больше предыдущего рекорда, установленного Большой кометой 1811 года.
Столкновение кометыШумейкеров – Леви с Юпитером
Расчёты показали, что первоначально короткопериодическая (период около18 лет) комета SL9 двигалась по орбите с большой полуосью 6,9 а.е. иэксцентриситетом 0,22, а диаметр её ядра составлял около 5 км. Примерноза год до её обнаружения комета была разорвана приливнымисилами Юпитера на 17 отдельных фрагментов. Комета прошла нарасстоянии около 40 000 км от внешней оболочки Юпитера (среднийрадиус Юпитера ~70 000 км). Фрагменты кометы растянулись в цепочкупротяжённостью более 1 млн. км.Столкновение с первым фрагментом произошло 16 июля 1994 года. Фрагмент Авошёл в верхние слои атмосферы Юпитера на скорости около 60 км/с. В месте удара температура достигла значения 24 000 К, при этом типичная температура верхних слоёв атмосферы Юпитера всего около130 К. Диаметр пятна от взрыва составил 3 000 км.В течение следующих 6 дней наблюдалось 21 столкновение фрагментов кометыс «поверхностью» Юпитера. Наиболее крупное столкновение произошло 18июля (фрагмент G), при котором выделилась энергия, в 600 раз превышающая весьядерный арсенал Земли.
Эксперимент DeepImpact
Эксперимент, поставленный в 2005 году, представляет собой попытку пробить твердую оболочку кометы снарядом, с целью изучить внутреннее строение кометы. Снаряд легко пробил тонкую твердую оболочку кометного ядра, оголив ее внутренний горячий жидкий слой, и вошел в него. Это вызвало первоначальный выброс расплавленного вещества и первоначальную световую вспышку.Затем снаряд прошел в глубину и вызвал деформацию пограничного слоя. Это повлекло за собой приток расплавленного вещества в образовавшееся углубление.Когда кинетическая энергия снаряда иссякла (и он расплавился), углубление перестало увеличиваться. Устремившиеся в него потоки, заполнив воронку, сомкнулись, и произошел вертикальный выброс вещества, а не конусообразный, как ожидалось авторами эксперимента. этот выброс в лучах солнечного света отбросил узкую полосу тени. Такой характер выброса свидетельствует о том, что снаряд после прорыва тонкой твердой оболочки попал именно в жидкую среду.
Происхождение комет
Ядра комет, по-видимому, представляют собой остатки каменисто-ледяных тел зоны планет-гигантов. Массы планет-гигантов ещё до завершения их роста стали настолько большими, что своим притяжением начали сильно изменять орбиты пролетавших мимо них малых тел. В результате некоторые из этих тел приобрели очень вытянутые орбиты, уходящие далеко за пределы планетной системы.На тела, удалявшиеся дальше 20–30 тыс. а.е. от Солнца, заметное гравитационное воздействие оказывали ближайшие звёзды. В большинстве случаев воздействие звёзд приводило к тому, что малые тела переставали заходить в область планетных орбит, в результате чего система оказалась окружённой облаком Оорта, являющимся источником наблюдаемых в настоящее время комет.
Фаэтон и Диоретса
Фаэтон — небольшой астероидглавного пояса, редкого спектральногокласса B с необычной крайне вытянутой орбитой, из-за которой он пересекает орбиты всех четырёх планет земной группы от Меркурия до Марса. При этом он подходит к Солнцу ближе любого другого известного астероида. Представляет собой небольшое тело размером 5,1 км. Диоретса — астероид из группы дамоклоидов, который движется по необычной орбите, которая характеризуется большим эксцентриситетом и движением по ретроградной орбите. Это один из двадцати астероидов Солнечной системы, которые движутся по ретроградной орбите.
Астероидно-кометная опасность
• Существует теория, согласно которой произошедшийоколо 65 млн. лет назад кризис в естественном развитии Земли(вымирание динозавров, исчезновение коралловых рифов и др.)был вызван столкновением крупного небесного тела (астероида) сЗемлёй. На полуострове Юкатан (Мексика) обнаружен большой кратердиаметром около 300 км. Расчёт показал, что такой кратер могобразоваться при столкновении с астероидом диаметром 10 км,имевшем скорость в 15 км/с. Пыль, поднятая в атмосферу послевзрыва полностью затмила Солнце, что привело ккатастрофическому понижению температуры Земли ивымиранию многих видов животных и растений. Оценка возрастакратера приводит к цифре в 65 млн. лет. В Солнечной системе имеется несколько тысяч астероидовдиаметром более 1 км, орбиты которых пересекают орбитуЗемли.
Астероид Апофис—астероид, сближающийся с Землёй. В результате сближения с Землёй в 2029 г. астероид Апофис изменит свою орбитальную классификацию. Астероид относится к группе атонов, и сближается с орбитойЗемли в точке, приблизительно соответствующей 13 апреля. В 2029 году Апофис должен пройти на минимальном расстоянии около 37 500 км от неё. После проведённых радарных наблюдений возможность столкновения в 2029 году была исключена, однако ввиду неточности начальных данных существует вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 и последующих годах.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 314; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!