Saulės sistemos greitis aplink galaktikos centrą. saulės sistema

Žinoma, daugelis iš jūsų matėte GIF arba žiūrėjo vaizdo įrašą, kuriame rodomas judėjimas saulės sistema.

Vaizdo įrašas, išleistas 2012 m., paplito ir sukėlė daug triukšmo. Sutikau jį netrukus po jo pasirodymo, kai apie kosmosą žinojau daug mažiau nei dabar. O labiausiai mane glumino planetų orbitų plokštumos statmena judėjimo krypčiai. Ne tai, kad tai neįmanoma, bet Saulės sistema gali judėti bet kokiu kampu į Galaktikos plokštumą. Klausiate, kam prisiminti seniai pamirštas istorijas? Faktas yra tas, kad šiuo metu, norint ir esant geram orui, kiekvienas gali pamatyti danguje tikrąjį kampą tarp ekliptikos ir Galaktikos plokštumų.

Mes tikriname mokslininkus

Astronomija teigia, kad kampas tarp ekliptikos plokštumų ir galaktikos yra 63°.

Tačiau pati figūra yra nuobodi, ir net dabar, kai plokščios Žemės šalininkai yra mokslo nuošalyje, noriu turėti paprastą ir aiškią iliustraciją. Pagalvokime, kaip galime danguje pamatyti Galaktikos ir ekliptikos plokštumas, geriausia plika akimi ir nenutolstant nuo miesto? Galaktikos plokštuma yra paukščių takas, tačiau dabar, esant šviesos taršos gausai, tai ne taip lengva pamatyti. Ar yra kokia nors linija maždaug arti galaktikos plokštumos? Taip, tai yra Cygnus žvaigždynas. Jis aiškiai matomas net mieste, o pasikliaujant lengva rasti ryškios žvaigždės: Deneb (alpha Cygnus), Vega (alpha Lyra) ir Altair (alpha Eagle). Cygnus „kamienas“ maždaug sutampa su galaktikos plokštuma.

Gerai, turime vieną lėktuvą. Bet kaip gauti vizualią ekliptikos liniją? Pagalvokime, kas apskritai yra ekliptika? Pagal šiuolaikinį griežtą apibrėžimą ekliptika yra dangaus sferos atkarpa pagal Žemės ir Mėnulio baricentro (masės centro) orbitos plokštumą. Vidutiniškai Saulė juda išilgai ekliptikos, tačiau mes neturime dviejų Saulių, pagal kurias būtų patogu nubrėžti liniją, o Saulės šviesoje Cygnus žvaigždynas nebus matomas. Bet jei prisiminsime, kad Saulės sistemos planetos taip pat juda maždaug toje pačioje plokštumoje, tada paaiškės, kad planetų paradas mums tik apytiksliai parodys ekliptikos plokštumą. Ir dabar ryto danguje galite pamatyti tik Marsą, Jupiterį ir Saturną.

Dėl to artimiausiomis savaitėmis, ryte prieš saulėtekį, bus galima labai aiškiai matyti tokį vaizdą:

Kas, stebėtinai, puikiai dera su astronomijos vadovėliais.

Ir geriau nupiešti tokį gifą:

Šaltinis: astronomo Rhyso Tayloro svetainė rhysy.net

Klausimas gali sukelti santykinę plokštumų padėtį. Ar skrendame<-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Tačiau šio fakto, deja, negalima patikrinti „ant pirštų“, nes, nors jie tai padarė prieš du šimtus trisdešimt penkerius metus, jie naudojosi daugelio metų astronominių stebėjimų ir matematikos rezultatais.

Atsitraukiančios žvaigždės

Kaip apskritai galite nustatyti, kur Saulės sistema juda, palyginti su netoliese esančiomis žvaigždėmis? Jei galime fiksuoti žvaigždės judėjimą dangaus sferoje dešimtmečius, kelių žvaigždžių judėjimo kryptis parodys, kur judame jų atžvilgiu. Tašką, į kurį judame, vadinkime viršūne. Žvaigždės, kurios nėra toli nuo jos, taip pat iš priešingo taško (anti-apex), judės silpnai, nes skrenda link mūsų arba tolyn nuo mūsų. Ir kuo toliau žvaigždė yra nuo viršūnės ir priešingos viršūnės, tuo didesnis bus jos pačios judėjimas. Įsivaizduokite, kad važiuojate keliu. Šviesoforai sankryžose priekyje ir gale nelabai pasislinks į šonus. Tačiau žibintų stulpai palei kelią mirksi (turės didelį judėjimą) už lango.

Gif rodo didžiausią tinkamą judėjimą turinčios Barnardo žvaigždės judėjimą. Jau XVIII amžiuje astronomai turėjo įrašų apie žvaigždžių padėtį 40-50 metų intervalu, kurie leido nustatyti lėtesnių žvaigždžių judėjimo kryptį. Tada anglų astronomas Williamas Herschelis paėmė žvaigždžių katalogus ir, neprisiartinęs prie teleskopo, pradėjo skaičiuoti. Jau pirmieji skaičiavimai pagal Mayerio katalogą parodė, kad žvaigždės juda neatsitiktinai, o viršūnę galima nustatyti.

Šaltinis: Hoskin, M. Herschel's Determination of the Solar Apex, Journal for the History of Astronomy, T. 11, P. 153, 1980

O su Lalande katalogo duomenimis plotas gerokai sumažėjo.

Iš ten

Tada vyko normalus mokslinis darbas – duomenų tikslinimas, skaičiavimai, ginčai, tačiau Herschelis naudojo teisingą principą ir klydo tik dešimčia laipsnių. Informacija vis dar renkama, pavyzdžiui, tik prieš trisdešimt metų judėjimo greitis buvo sumažintas nuo 20 iki 13 km/s. Svarbu: šio greičio nereikėtų painioti su Saulės sistemos ir kitų netoliese esančių žvaigždžių greičiu, palyginti su Galaktikos centru, kuris yra maždaug 220 km/s.

Dar toliau

Na, o kadangi paminėjome judėjimo greitį Galaktikos centro atžvilgiu, reikia suprasti ir čia. Galaktikos šiaurės ašigalis pasirenkamas taip pat, kaip ir žemės – savavališkai susitarus. Jis yra netoli žvaigždės Arcturus (alpha Bootes), maždaug aukštyn Cygnus žvaigždyno sparno kryptimi. Tačiau apskritai žvaigždynų projekcija Galaktikos žemėlapyje atrodo taip:

Tie. Saulės sistema juda Galaktikos centro atžvilgiu Cygnus žvaigždyno kryptimi, o vietinių žvaigždžių atžvilgiu - Heraklio žvaigždyno kryptimi, 63 ° kampu galaktikos plokštumos atžvilgiu,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

erdvės uodega

Tačiau vaizdo įraše Saulės sistemos palyginimas su kometu yra visiškai teisingas. NASA IBEX buvo specialiai sukurtas Saulės sistemos ribos ir tarpžvaigždinės erdvės sąveikai nustatyti. Ir, anot jo, yra uodega.

NASA iliustracija

Kitoms žvaigždėms astrosferas (žvaigždžių vėjo burbulus) galime matyti tiesiogiai.

NASA nuotrauka

Pozityvus galų gale

Baigdami pokalbį, verta paminėti labai teigiamą istoriją. DJSadhu, kuris 2012 m. sukūrė originalų vaizdo įrašą, iš pradžių reklamavo kažką nemoksliško. Tačiau dėl virusinio klipo platinimo jis kalbėjosi su tikrais astronomais (astrofizikas Rhysas Tailoras apie dialogą kalba labai teigiamai) ir po trejų metų sukūrė naują vaizdo įrašą, kuris daug labiau atitinka tikrovę be antimokslinių konstrukcijų. Mėnulis orbitoje juda 1 km per sekundę greičiu. Žemė kartu su Mėnuliu visą Saulę apsuka per 365 dienas 108 tūkstančių kilometrų per valandą arba 30 kilometrų per sekundę greičiu.

Dar visai neseniai mokslininkai apsiribojo tokiais duomenimis. Tačiau išradus galingus teleskopus tapo aišku, kad Saulės sistema neapsiriboja planetomis. Jis yra daug didesnis ir tęsiasi 100 tūkstančių atstumų nuo Žemės iki Saulės (astronominis). Tai regionas, kurį traukia mūsų žvaigždė. Jis pavadintas astronomo Jano Oorto, kuris įrodė savo egzistavimą, vardu. Oorto debesis – ledinių kometų, periodiškai artėjančių prie Saulės, kertančių Žemės orbitą, pasaulis. Tik už šio debesies baigiasi Saulės sistema ir prasideda tarpžvaigždinė erdvė.

Oortas, taip pat remdamasis radialiniais greičiais ir tinkamais žvaigždžių judesiais, pagrindė hipotezę apie galaktikos judėjimą aplink jos centrą. Vadinasi, Saulė ir visa jos sistema, kartu su visomis kaimyninėmis žvaigždėmis, juda galaktikos diske aplink bendrą centrą.

Mokslo plėtros dėka mokslininkų žinioje atsirado pakankamai galingi ir tikslūs instrumentai, kurių pagalba jie vis labiau priartėjo prie visatos sandaros išnarpliojimo. Pavyko išsiaiškinti, kurioje danguje matomo Paukščių tako vietoje yra jo centras. Jis atsidūrė Šaulio žvaigždyno kryptimi, paslėptas tankiais tamsiais dujų ir dulkių debesimis. Jei šių debesų nebūtų, naktiniame danguje būtų matoma didžiulė neryški balta dėmė, dešimtis kartų didesnė už Mėnulį ir tokio pat šviesumo.

Šiuolaikiniai patobulinimai

Atstumas iki galaktikos centro pasirodė didesnis nei tikėtasi. 26 tūkstančiai šviesmečių. Tai didžiulis skaičius. 1977 metais paleistas palydovas „Voyager“, ką tik palikęs Saulės sistemą, galaktikos centrą pasiektų po milijardo metų. Dirbtinių palydovų ir matematinių skaičiavimų dėka pavyko išsiaiškinti Saulės sistemos trajektoriją galaktikoje.

Šiandien yra žinoma, kad Saulė yra gana ramioje Paukščių Tako atkarpoje tarp dviejų didelių spiralinių Persėjo ir Šaulio bei kitos, šiek tiek mažesnės, Oriono atšakos. Visi jie matomi naktiniame danguje kaip rūko ruožai. Te – išorinė spiralinė ranka, Karin ranka, matoma tik per galingus teleskopus.

Saulei, galima sakyti, pasisekė, kad ji yra regione, kur kaimyninių žvaigždžių įtaka nėra tokia didelė. Būnant spiralinėje rankoje, gali būti, kad gyvybė Žemėje niekada nebūtų atsiradusi. Tačiau Saulė vis tiek nejuda aplink galaktikos centrą tiesia linija. Judesys atrodo kaip viesulas: laikui bėgant jis yra arčiau rankų, tada toliau. Ir taip jis kartu su kaimyninėmis žvaigždėmis per 215 milijonų metų apskrieja aplink galaktikos disko perimetrą 230 km per sekundę greičiu.

Gyvenime nėra tokio dalyko kaip amžina sielos ramybė. Pats gyvenimas yra judėjimas ir negali egzistuoti be troškimų, baimės ir jausmų.
Tomas Hobbsas

Skaitytojas klausia:

„YouTube“ radau vaizdo įrašą su teorija apie Saulės sistemos spiralinį judėjimą per mūsų galaktiką. Tai man neatrodė įtikinama, bet norėčiau tai išgirsti iš jūsų. Ar tai moksliškai teisinga?

Pirmiausia pažiūrėkime vaizdo įrašą:

Kai kurie teiginiai šiame vaizdo įraše yra teisingi. Pavyzdžiui:

• planetos sukasi aplink saulę maždaug toje pačioje plokštumoje
• Saulės sistema juda per galaktiką 60° kampu tarp galaktikos plokštumos ir planetos sukimosi plokštumos
• Saulė, besisukdama aplink Paukščių Taką, juda aukštyn ir žemyn, taip pat į ir iš kitos galaktikos dalies atžvilgiu.

Visa tai tiesa, tačiau tuo pačiu vaizdo įraše visi šie faktai parodyti neteisingai.

Yra žinoma, kad planetos aplink Saulę juda elipsėmis pagal Keplerio, Niutono ir Einšteino dėsnius. Tačiau paveikslėlis kairėje yra klaidingas mastelio atžvilgiu. Tai neteisinga formų, dydžių ir ekscentriškumo požiūriu. Nors dešinėje esančios orbitos yra mažiau panašios į elipses dešinėje diagramoje, planetų orbitos pagal mastelį atrodo maždaug taip.

Paimkime kitą pavyzdį – Mėnulio orbitą.

Yra žinoma, kad Mėnulis aplink Žemę sukasi kiek mažiau nei mėnesį, o Žemė aplink Saulę - 12 mėnesių. Kuris iš šių paveikslėlių geriausiai parodo Mėnulio judėjimą aplink Saulę? Jei palyginsime atstumus nuo Saulės iki Žemės ir nuo Žemės iki Mėnulio, taip pat Mėnulio sukimosi aplink Žemę greitį ir Žemės / Mėnulio sistemą aplink Saulę, paaiškės, kad D variantas parodo. Jie gali būti perdėti, kad būtų pasiektas tam tikras poveikis , tačiau A, B ir C variantai yra kiekybiškai neteisingi.

Dabar pereikime prie Saulės sistemos judėjimo per galaktiką.

Kiek jame yra netikslumų. Pirma, visos planetos bet kuriuo metu yra toje pačioje plokštumoje. Nėra jokio atsilikimo, kurį rodytų toliau nuo Saulės esančios planetos, palyginti su mažiau nutolusiomis planetomis.

Antra, prisiminkime tikrąjį planetų greitį. Merkurijus juda mūsų sistemoje greičiau nei visi kiti, sukasi aplink Saulę 47 km/s greičiu. Tai 60% greitesnis už Žemės orbitos greitį, maždaug 4 kartus greičiau nei Jupiteris ir 9 kartus greitesnis už Neptūną, skriejantį 5,4 km/s greičiu. O Saulė per galaktiką skrenda 220 km/s greičiu.

Per laiką, per kurį Merkurijus atlieka vieną apsisukimą, visa Saulės sistema savo intragalaktine elipsine orbita nukeliauja 1,7 milijardo kilometrų. Tuo pačiu metu Merkurijaus orbitos spindulys yra tik 58 milijonai kilometrų arba tik 3,4% atstumo, kuriuo eina visa Saulės sistema.

Jei sukurtume Saulės sistemos judėjimą per galaktiką pagal mastelį ir pažiūrėtume, kaip juda planetos, pamatytume:

Įsivaizduokite, kad visa sistema – Saulė, mėnulis, visos planetos, asteroidai, kometos – juda dideliu greičiu maždaug 60° kampu Saulės sistemos plokštumos atžvilgiu. Kažkas panašaus į tai:

Viską sudėjus, gauname tikslesnį vaizdą:

O precesija? O kaip dėl vibracijų aukštyn žemyn ir į išorę? Visa tai tiesa, tačiau vaizdo įraše tai rodoma pernelyg perdėtai ir neteisingai interpretuotai.

Iš tiesų, Saulės sistemos precesija vyksta 26 000 metų laikotarpiu. Tačiau spiralinio judėjimo nėra nei Saulėje, nei planetose. Precesiją vykdo ne planetų orbitos, o Žemės sukimosi ašis.

Šiaurinė žvaigždė nėra nuolatinė tiesiai virš Šiaurės ašigalio. Dažniausiai poliarinės žvaigždės neturime. Prieš 3000 metų Kochabas buvo arčiau ašigalio nei Šiaurinė žvaigždė. Po 5500 metų Alderaminas taps poliarine žvaigžde. O po 12 000 metų Vega, antra pagal ryškumą Šiaurės pusrutulio žvaigždė, bus tik 2 laipsnių atstumu nuo ašigalio. Tačiau būtent tai keičiasi kartą per 26 000 metų, o ne Saulės ar planetų judėjimas.

O kaip saulės vėjas?

Tai spinduliuotė, sklindanti iš Saulės (ir visų žvaigždžių), o ne tai, į ką atsitrenkiame judėdami per galaktiką. Karštos žvaigždės išskiria greitai judančias įkrautas daleles. Saulės sistemos riba eina ten, kur saulės vėjas nebegali atstumti tarpžvaigždinės terpės. Yra heliosferos riba.

Dabar apie judėjimą aukštyn ir žemyn bei įėjimą ir išėjimą galaktikos atžvilgiu.

Kadangi Saulę ir Saulės sistemą veikia gravitacija, būtent ji dominuoja jų judėjime. Dabar Saulė yra 25–27 tūkstančių šviesmečių atstumu nuo galaktikos centro ir juda aplink ją elipsės pavidalu. Tuo pačiu metu visos kitos žvaigždės, dujos, dulkės, juda aplink galaktiką taip pat elipsėmis. O Saulės elipsė skiriasi nuo visų kitų.

Per 220 milijonų metų Saulė padaro visišką apsisukimą aplink galaktiką, praskriedama šiek tiek aukščiau ir žemiau galaktikos plokštumos centro. Tačiau kadangi likusi galaktikos materijos dalis juda taip pat, laikui bėgant kinta galaktikos plokštumos orientacija. Galime judėti elipsėje, tačiau galaktika yra besisukanti lėkštė, todėl ja judame aukštyn ir žemyn 63 milijonų metų laikotarpiu, nors mūsų judėjimas į ir išeina 220 milijonų metų laikotarpiu.

Bet jie nedaro jokio planetos „kamščiatraukio“, jų judėjimas neatpažįstamai iškreiptas, vaizdo įraše neteisingai kalbama apie precesiją ir saulės vėją, o tekstas pilnas klaidų. Modeliavimas atliktas labai gražiai, bet būtų daug gražiau, jei jis būtų teisingas.

Skaitydami šį straipsnį sėdite, stovite ar gulite ir nejaučiate, kad Žemė aplink savo ašį sukasi didžiuliu greičiu – ties pusiauju apie 1700 km/h. Tačiau paskaičiavus į km/s sukimosi greitis neatrodo toks greitas. Pasirodo, 0,5 km / s - vos pastebimas radaro blyksnis, palyginti su kitais greičiais aplink mus.

Kaip ir kitos Saulės sistemos planetos, Žemė sukasi aplink Saulę. O norėdamas išlikti savo orbitoje, jis juda 30 km/s greičiu. Venera ir Merkurijus, esantys arčiau Saulės, juda greičiau, Marsas, kurio orbita kerta Žemės orbitą, juda daug lėčiau.

Tačiau net Saulė nestovi vienoje vietoje. Mūsų Paukščių Tako galaktika yra didžiulė, masyvi ir mobili! Visos žvaigždės, planetos, dujų debesys, dulkių dalelės, juodosios skylės, tamsioji medžiaga – visa tai juda bendro masės centro atžvilgiu.

Pasak mokslininkų, Saulė yra 25 000 šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos centro ir juda elipsės formos orbita, kas 220-250 milijonų metų padaro visišką apsisukimą. Pasirodo, Saulės greitis yra apie 200-220 km/s, o tai šimtus kartų didesnis už Žemės greitį aplink savo ašį ir dešimtis kartų didesnis už jos judėjimo aplink Saulę greitį. Taip atrodo mūsų saulės sistemos judėjimas.

Ar galaktika stovi? Vėlgi ne. Milžiniški kosminiai objektai turi didelę masę, todėl sukuria stiprius gravitacinius laukus. Duokite Visatai šiek tiek laiko (o mes jo turėjome – apie 13,8 milijardo metų), ir viskas pradės judėti didžiausios traukos kryptimi. Štai kodėl Visata nėra vienalytė, o susideda iš galaktikų ir galaktikų grupių.

Ką tai reiškia mums?

Tai reiškia, kad Paukščių Taką link savęs traukia kitos netoliese esančios galaktikų grupės ir galaktikų grupės. Tai reiškia, kad šiame procese dominuoja masyvūs objektai. O tai reiškia, kad ne tik mūsų galaktika, bet ir visi aplinkiniai yra veikiami šių „traktorių“. Mes artėjame prie supratimo, kas su mumis vyksta kosminėje erdvėje, bet mums vis dar trūksta faktų, pavyzdžiui:

• kokios buvo pradinės sąlygos, kuriomis gimė visata;
• kaip įvairios masės galaktikoje juda ir keičiasi laikui bėgant;
• kaip susiformavo Paukščių Takas ir aplinkinės galaktikos bei spiečiai;
• ir kaip tai vyksta dabar.

Tačiau yra gudrybė, kuri padės mums tai išsiaiškinti.

Visata užpildyta 2,725 K temperatūros kosmine mikrobangų fonine spinduliuote, kuri buvo išsaugota nuo Didžiojo sprogimo laikų. Kai kuriose vietose yra nedideli nukrypimai – apie 100 μK, tačiau bendras temperatūros fonas pastovus.

Taip yra todėl, kad Visata susiformavo Didžiojo sprogimo metu prieš 13,8 milijardo metų ir vis dar plečiasi bei vėsta.

Praėjus 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, visata atvėso iki tokios temperatūros, kad tapo įmanoma suformuoti vandenilio atomus. Prieš tai fotonai nuolat sąveikavo su likusiomis plazmos dalelėmis: susidūrė su jomis ir apsikeitė energija. Visatai vėsstant, įkrautų dalelių mažėja, o tarp jų atsiranda daugiau erdvės. Fotonai galėjo laisvai judėti erdvėje. Reliktinė spinduliuotė yra fotonai, kuriuos plazma išskleidė būsimos Žemės vietos link, tačiau išvengė sklaidos, nes rekombinacija jau prasidėjo. Žemę jie pasiekia per Visatos erdvę, kuri ir toliau plečiasi.

Šį spinduliavimą galite „pamatyti“ patys. Trikdžiai, atsirandantys tuščiame televizijos kanale, jei naudojate paprastą zuikio ausies anteną, yra 1% dėl CMB.

Ir vis dėlto fono fono temperatūra nėra vienoda visomis kryptimis. Plancko misijos tyrimų rezultatais, priešinguose dangaus sferos pusrutuliuose temperatūra šiek tiek skiriasi: dangaus plotuose į pietus nuo ekliptikos ji yra šiek tiek aukštesnė - apie 2,728 K, o kitoje pusėje - apie 2,728 K. 2,722 tūkst.

Mikrobangų fono žemėlapis, pagamintas naudojant Planck teleskopą.

Šis skirtumas yra beveik 100 kartų didesnis nei kiti stebimi CMB temperatūros svyravimai, ir tai yra klaidinanti. Kodėl tai vyksta? Atsakymas akivaizdus – šis skirtumas atsiranda ne dėl foninės spinduliuotės svyravimų, jis atsiranda todėl, kad yra judėjimas!

Kai artėjate prie šviesos šaltinio arba jis artėja prie jūsų, šaltinio spektro spektro linijos pasislenka trumpųjų bangų link (violetinis poslinkis), kai tolstate nuo jo arba jis tolsta nuo jūsų, spektrinės linijos pasislenka ilgųjų bangų link ( raudonoji pamaina).

Reliktinė spinduliuotė negali būti daugiau ar mažiau energinga, o tai reiškia, kad judame erdvėje. Doplerio efektas padeda nustatyti, kad mūsų Saulės sistema CMB atžvilgiu juda 368 ± 2 km/s greičiu, o vietinė galaktikų grupė, įskaitant Paukščių Taką, Andromedos galaktiką ir Trikampio galaktiką, juda 627 ± 22 km/s greitis CMB atžvilgiu. Tai vadinamieji ypatingi galaktikų greičiai, kurie yra keli šimtai km/s. Be jų, yra ir kosmologiniai greičiai, atsirandantys dėl Visatos plėtimosi ir apskaičiuoti pagal Hablo dėsnį.

Dėl Didžiojo sprogimo likusios spinduliuotės galime pastebėti, kad visatoje viskas nuolat juda ir keičiasi. Ir mūsų galaktika yra tik šio proceso dalis.

Visata (erdvė)- tai visas mus supantis pasaulis, beribis laike ir erdvėje ir be galo įvairus amžinai judančios materijos pavidalais. Visatos beribiškumą iš dalies galima įsivaizduoti giedrą naktį, kai danguje yra milijardai įvairaus dydžio šviečiančių mirgančių taškų, vaizduojančių tolimus pasaulius. Šviesos spinduliai 300 000 km/s greičiu iš tolimiausių visatos vietų pasiekia Žemę maždaug per 10 milijardų metų.

Mokslininkų teigimu, visata susiformavo kaip „Didžiojo sprogimo“ rezultatas prieš 17 milijardų metų.

Jį sudaro žvaigždžių, planetų, kosminių dulkių ir kitų kosminių kūnų sankaupos. Šie kūnai sudaro sistemas: planetas su palydovais (pavyzdžiui, Saulės sistema), galaktikas, metagalaktikas (galaktikų spiečius).

galaktika(vėlyva graikų kalba galaktikos- pieniškas, pieniškas, iš graikų kalbos gala- pienas) yra plati žvaigždžių sistema, kurią sudaro daugybė žvaigždžių, žvaigždžių spiečių ir asociacijų, dujų ir dulkių ūkų, taip pat atskirų atomų ir dalelių, išsibarsčiusių tarpžvaigždinėje erdvėje.

Visatoje yra daug įvairių dydžių ir formų galaktikų.

Visos žvaigždės, matomos iš Žemės, yra Paukščių Tako galaktikos dalis. Jis gavo savo pavadinimą dėl to, kad giedrą naktį daugumą žvaigždžių galima pamatyti Paukščių Tako pavidalu - balkšvai neryškią juostą.

Iš viso Paukščių Tako galaktikoje yra apie 100 milijardų žvaigždžių.

Mūsų galaktika nuolat sukasi. Jo greitis visatoje yra 1,5 milijono km/val. Jei pažvelgsite į mūsų galaktiką iš jos šiaurinio ašigalio, tada sukimasis vyksta pagal laikrodžio rodyklę. Saulė ir arčiausiai jos esančios žvaigždės per 200 milijonų metų padaro visišką revoliuciją aplink galaktikos centrą. Šis laikotarpis laikomas galaktikos metai.

Dydžiu ir forma panaši į Paukščių Tako galaktiką yra Andromedos galaktika arba Andromedos ūkas, esantis maždaug 2 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos. Šviesmetis- šviesos nuvažiuotas atstumas per metus, maždaug lygus 10 13 km (šviesos greitis 300 000 km/s).

Žvaigždžių, planetų ir kitų dangaus kūnų judėjimo ir išsidėstymo tyrimui iliustruoti naudojama dangaus sferos sąvoka.

Ryžiai. 1. Pagrindinės dangaus sferos linijos

Dangaus sfera yra įsivaizduojama savavališkai didelio spindulio sfera, kurios centre yra stebėtojas. Žvaigždės, Saulė, Mėnulis, planetos projektuojamos į dangaus sferą.

Svarbiausios dangaus sferos linijos yra: svambalas, zenitas, nadyras, dangaus ekvatorius, ekliptika, dangaus dienovidinis ir kt. (1 pav.).

svambalas- tiesi linija, einanti per dangaus sferos centrą ir sutampanti su svambalo linijos kryptimi stebėjimo taške. Stebėtojui Žemės paviršiuje svambalo linija eina per Žemės centrą ir stebėjimo tašką.

Svambalioji linija kertasi su dangaus sferos paviršiumi dviejuose taškuose - zenitas, virš stebėtojo galvos ir mažiausias - diametraliai priešingas taškas.

Didysis dangaus sferos apskritimas, kurio plokštuma statmena svambalai, vadinamas matematinis horizontas. Jis padalija dangaus sferos paviršių į dvi dalis: matomą stebėtojui, kurios viršūnė yra zenite, ir nematomą, kurios viršūnė yra žemiausiame taške.

Skersmuo, aplink kurį sukasi dangaus sfera, yra pasaulio ašis. Jis kertasi su dangaus sferos paviršiumi dviejuose taškuose - pasaulio šiaurinis ašigalis Ir pasaulio pietų ašigalį.Šiaurės ašigalis yra tas, nuo kurio dangaus sfera sukasi pagal laikrodžio rodyklę, jei pažvelgsite į sferą iš išorės.

Didysis dangaus sferos ratas, kurio plokštuma statmena pasaulio ašiai, vadinamas dangaus pusiaujo. Jis padalija dangaus sferos paviršių į du pusrutulius: šiaurinis, su viršūne šiauriniame dangaus ašigalyje, ir pietus, su viršūne pietiniame dangaus ašigalyje.

Didysis dangaus sferos ratas, kurio plokštuma eina per svambalo liniją ir pasaulio ašį, yra dangaus dienovidinis. Jis padalija dangaus sferos paviršių į du pusrutulius - rytų Ir vakarietiškas.

Dangaus dienovidinio plokštumos ir matematinio horizonto plokštumos susikirtimo linija - vidurdienio linija.

Ekliptika(iš graikų kalbos. ekieipsis- Užtemimas) - didelis dangaus sferos ratas, išilgai kurio vyksta akivaizdus kasmetinis Saulės judėjimas, tiksliau, jos centras.

Ekliptikos plokštuma yra pasvirusi į dangaus pusiaujo plokštumą 23°26"21".

Kad būtų lengviau prisiminti žvaigždžių vietą danguje, senovėje žmonės sugalvojo ryškiausias iš jų sujungti į žvaigždynai.

Šiuo metu žinomi 88 žvaigždynai, turintys mitinių veikėjų (Heraklio, Pegaso ir kt.), zodiako ženklų (Jautis, Žuvys, Vėžys ir kt.), objektų (Svarstyklės, Lyra ir kt.) vardus (2 pav.).

Ryžiai. 2. Vasaros-rudens žvaigždynai

Galaktikų kilmė. Saulės sistema ir atskiros jos planetos tebėra neįminta gamtos paslaptis. Yra kelios hipotezės. Šiuo metu manoma, kad mūsų galaktika susidarė iš dujų debesies, sudaryto iš vandenilio. Pradiniame galaktikos evoliucijos etape pirmosios žvaigždės susiformavo iš tarpžvaigždinės dujų-dulkių terpės, o prieš 4,6 milijardo metų – iš Saulės sistemos.

Saulės sistemos sudėtis

Susidaro dangaus kūnų, judančių aplink Saulę kaip centrinis kūnas, rinkinys saulės sistema. Jis yra beveik Paukščių Tako galaktikos pakraštyje. Saulės sistema sukasi aplink galaktikos centrą. Jo judėjimo greitis yra apie 220 km/s. Šis judėjimas vyksta Cygnus žvaigždyno kryptimi.

Saulės sistemos sudėtis gali būti pavaizduota supaprastintos diagramos forma, parodyta fig. 3.

Daugiau nei 99,9% Saulės sistemos materijos masės patenka ant Saulės ir tik 0,1% - ant visų kitų jos elementų.

I. Kanto hipotezė (1775) – P. Laplasas (1796)	D. Jeanso hipotezė (XX a. pradžia)	Akademiko O. P. Schmidto hipotezė (XX a. 40-ieji)	Kalemiko hipotezė V. G. Fesenkov (XX a. 30-ieji)
Planetos susidarė iš dujų-dulkių medžiagos (karšto ūko pavidalu). Aušinimą lydi suspaudimas ir kai kurios ašies sukimosi greičio padidėjimas. Prie ūko pusiaujo atsirado žiedai. Žiedų medžiaga susirinko į karštus kūnus ir palaipsniui atvėso.	Kartą pro Saulę pralėkė didesnė žvaigždė, o gravitacija iš Saulės ištraukė karštos medžiagos čiurkšlę (iškilimą). Susidarė kondensacijos, iš kurių vėliau – planetos	Dujų-dulkių debesis, besisukantis aplink Saulę, dėl dalelių susidūrimo ir jų judėjimo turėjo įgyti vientisą formą. Dalelės susijungė į grupes. Mažesnių dalelių pritraukimas gumuliais turėjo prisidėti prie aplinkinių medžiagų augimo. Gumbelių orbitos turėjo tapti beveik apskritos ir gulėti beveik toje pačioje plokštumoje. Kondensacijos buvo planetų užuomazgos, sugeriančios beveik visą medžiagą iš tarpų tarp jų orbitų.	Pati Saulė kilo iš besisukančio debesies, o planetos – iš antrinio kondensacijos šiame debesyje. Be to, Saulė labai sumažėjo ir atvėso iki dabartinės būsenos.

Ryžiai. 3. Saulės sistemų sudėtis

Saulė

Saulė yra žvaigždė, milžiniškas karštas kamuolys. Jo skersmuo 109 kartus didesnis už Žemės skersmenį, masė 330 000 kartų didesnė už Žemės masę, tačiau vidutinis tankis mažas – tik 1,4 karto didesnis už vandens tankį. Saulė yra maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos centro ir sukasi aplink jį, padarydama vieną apsisukimą per maždaug 225–250 milijonų metų. Saulės skriejimo greitis yra 217 km/s, todėl ji nukeliauja vienus šviesmečius per 1400 Žemės metų.

Ryžiai. 4. Saulės cheminė sudėtis

Slėgis į Saulę yra 200 milijardų kartų didesnis nei Žemės paviršiuje. Saulės medžiagos tankis ir slėgis sparčiai didėja gylyje; slėgio padidėjimas paaiškinamas visų viršutinių sluoksnių svoriu. Saulės paviršiaus temperatūra yra 6000 K, o viduje – 13 500 000 K. Būdinga tokios žvaigždės kaip Saulė gyvavimo trukmė yra 10 milijardų metų.

1 lentelė. Bendra informacija apie Saulę

Saulės cheminė sudėtis yra maždaug tokia pati kaip ir daugumos kitų žvaigždžių: apie 75% sudaro vandenilis, 25% yra helis ir mažiau nei 1% yra visi kiti cheminiai elementai (anglis, deguonis, azotas ir kt.) 4).

Centrinė Saulės dalis, kurios spindulys yra maždaug 150 000 km, vadinama saule šerdis. Tai branduolinės reakcijos zona. Medžiagos tankis čia yra apie 150 kartų didesnis nei vandens tankis. Temperatūra viršija 10 milijonų K (pagal Kelvino skalę, Celsijaus laipsniais 1 ° C \u003d K - 273,1) (5 pav.).

Virš šerdies, maždaug 0,2–0,7 Saulės spindulio atstumu nuo jos centro, yra spinduliavimo energijos perdavimo zona. Energijos perdavimas čia vykdomas sugeriant ir išspinduliuojant fotonus atskiriems dalelių sluoksniams (žr. 5 pav.).

Ryžiai. 5. Saulės sandara

Fotonas(iš graikų kalbos. phos- šviesa), elementarioji dalelė, kuri gali egzistuoti tik judant šviesos greičiu.

Arčiau Saulės paviršiaus vyksta sūkurinis plazmos maišymasis ir energijos perdavimas į paviršių

daugiausia dėl pačios medžiagos judesių. Šis energijos perdavimo būdas vadinamas konvekcija ir Saulės sluoksnis, kur jis atsiranda, - konvekcinė zona.Šio sluoksnio storis yra maždaug 200 000 km.

Virš konvekcinės zonos yra saulės atmosfera, kuri nuolat svyruoja. Čia sklinda tiek vertikalios, tiek horizontalios bangos, kurių ilgis siekia kelis tūkstančius kilometrų. Virpesiai įvyksta maždaug per penkias minutes.

Vidinis saulės atmosferos sluoksnis vadinamas fotosfera. Jį sudaro šviesūs burbuliukai. Tai granulės. Jų matmenys nedideli – 1000–2000 km, o atstumas tarp jų – 300–600 km. Saulėje vienu metu galima stebėti apie milijoną granulių, kurių kiekviena egzistuoja kelias minutes. Granulės yra apsuptos tamsių tarpų. Jei medžiaga pakyla granulėse, tada aplink jas ji krenta. Granulės sukuria bendrą foną, kuriame galima stebėti tokius didelio masto darinius kaip fakelai, saulės dėmės, iškilimai ir kt.

saulės dėmės- tamsios Saulės vietos, kurių temperatūra yra žemesnė, palyginti su supančia erdve.

saulės žibintuvėliai vadinami šviesiais laukais, supančiais saulės dėmes.

iškilimais(iš lat. protubero- Aš išsipučiu) - tankūs santykinai šaltų (palyginti su aplinkos temperatūra) medžiagų kondensacijos, kurios kyla aukštyn ir yra laikomos virš Saulės paviršiaus magnetinio lauko. Saulės magnetinio lauko kilmę gali lemti tai, kad skirtingi Saulės sluoksniai sukasi skirtingu greičiu: vidinės dalys sukasi greičiau; šerdis sukasi ypač greitai.

Iškilimai, saulės dėmės ir blyksniai nėra vieninteliai saulės aktyvumo pavyzdžiai. Tai taip pat apima magnetines audras ir sprogimus, kurie vadinami blyksniai.

Virš fotosferos yra chromosfera yra išorinis saulės apvalkalas. Šios saulės atmosferos dalies pavadinimo kilmė siejama su jos rausva spalva. Chromosferos storis yra 10-15 tūkstančių km, o medžiagos tankis yra šimtus tūkstančių kartų mažesnis nei fotosferoje. Chromosferos temperatūra sparčiai auga, jos viršutiniuose sluoksniuose pasiekia keliasdešimt tūkstančių laipsnių. Stebimi chromosferos pakraščiai spuogeliai, kurios yra pailgos sutankintų šviečiančių dujų kolonos. Šių purkštukų temperatūra yra aukštesnė už fotosferos temperatūrą. Spygliuočiai pirmiausia pakyla iš apatinės chromosferos 5000–10000 km, o paskui krenta atgal, kur išnyksta. Visa tai vyksta maždaug 20 000 m/s greičiu. Spikula gyvena 5-10 minučių. Vienu metu Saulėje esančių spikulų skaičius yra apie milijoną (6 pav.).

Ryžiai. 6. Saulės išorinių sluoksnių sandara

Chromosfera supa saulės korona yra išorinis saulės atmosferos sluoksnis.

Bendras saulės spinduliuojamos energijos kiekis yra 3,86. 1026 W, o Žemė gauna tik vieną du milijardus šios energijos.

Saulės spinduliuotė apima korpuskulinis Ir elektromagnetinė radiacija.Korpuskulinė fundamentalioji spinduliuotė- tai plazmos srautas, susidedantis iš protonų ir neutronų, arba kitaip tariant - saulėtas vėjas, kuri pasiekia artimą Žemės erdvę ir teka aplink visą Žemės magnetosferą. elektromagnetinė radiacija yra saulės spinduliavimo energija. Jis pasiekia žemės paviršių tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės pavidalu ir mūsų planetoje užtikrina šiluminį režimą.

XIX amžiaus viduryje. Šveicarijos astronomas Rudolfas Vilkas(1816-1893) (7 pav.) apskaičiavo kiekybinį Saulės aktyvumo rodiklį, visame pasaulyje žinomą Vilko skaičiumi. Apdorojęs iki praėjusio amžiaus vidurio sukauptus saulės dėmių stebėjimų duomenis, Vilkas sugebėjo nustatyti vidutinį 1 metų Saulės aktyvumo ciklą. Tiesą sakant, laiko intervalai tarp didžiausių ar minimalių vilkų skaičiaus metų svyruoja nuo 7 iki 17 metų. Kartu su 11 metų ciklu vyksta pasaulietinis, tiksliau 80-90 metų saulės aktyvumo ciklas. Nenuosekliai dedami vienas ant kito, jie pastebimai keičia geografiniame Žemės apvalkale vykstančius procesus.

A. L. Čiževskis (1897-1964) (8 pav.) dar 1936 metais atkreipė dėmesį į daugelio sausumos reiškinių ryšį su saulės aktyvumu, kuris rašė, kad didžioji dauguma fizinių ir cheminių procesų Žemėje yra kosminių jėgų įtakos pasekmė. . Jis taip pat buvo vienas iš tokio mokslo įkūrėjų kaip heliobiologija(iš graikų kalbos. helios- saulė), tiriant Saulės įtaką gyvajai Žemės geografinio apvalkalo medžiagai.

Priklausomai nuo Saulės aktyvumo, Žemėje vyksta tokie fiziniai reiškiniai, kaip: magnetinės audros, pašvaistės dažnis, ultravioletinės spinduliuotės kiekis, perkūnijos aktyvumo intensyvumas, oro temperatūra, atmosferos slėgis, krituliai, ežerų, upių lygis, požeminis vanduo, druskingumas ir jūrų efektyvumas ir kt

Augalų ir gyvūnų gyvenimas siejamas su periodiniu Saulės aktyvumu (yra koreliacija tarp saulės ciklo ir augalų vegetacijos laikotarpio, paukščių, graužikų ir kt. dauginimosi bei migracijos), žmonės (ligos).

Šiuo metu saulės ir žemės procesų ryšys toliau tiriamas pasitelkiant dirbtinius Žemės palydovus.

sausumos planetos

Be Saulės, Saulės sistemoje išskiriamos planetos (9 pav.).

Pagal dydį, geografinius rodiklius ir cheminę sudėtį planetos skirstomos į dvi grupes: sausumos planetos Ir milžiniškos planetos. Antžeminės planetos apima ir. Jie bus aptarti šiame poskyryje.

Ryžiai. 9. Saulės sistemos planetos

Žemė yra trečioji planeta nuo Saulės. Tam bus skirtas atskiras skyrius.

Apibendrinkime. Planetos materijos tankis priklauso nuo planetos vietos Saulės sistemoje ir, atsižvelgiant į jos dydį, masės. Kaip
Kuo planeta arčiau Saulės, tuo didesnis jos vidutinis medžiagos tankis. Pavyzdžiui, Merkurijaus – 5,42 g/cm2, Veneros – 5,25, Žemės – 5,25, Marso – 3,97 g/cm 3 .

Bendrosios antžeminių planetų (Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas) charakteristikos pirmiausia yra: 1) santykinai maži dydžiai; 2) aukšta paviršiaus temperatūra ir 3) didelis planetos medžiagos tankis. Šios planetos gana lėtai sukasi apie savo ašį ir turi mažai palydovų arba jų visai nėra. Antžeminės grupės planetų struktūroje išskiriami keturi pagrindiniai apvalkalai: 1) tanki šerdis; 2) jį dengianti mantija; 3) žievė; 4) lengvas dujų-vandens apvalkalas (išskyrus Merkurijaus). Šių planetų paviršiuje aptikta tektoninio aktyvumo pėdsakų.

milžiniškos planetos

Dabar susipažinkime su milžiniškomis planetomis, kurios taip pat yra įtrauktos į mūsų saulės sistemą. Šis,.

Milžiniškos planetos turi šias bendras charakteristikas: 1) didelis dydis ir masė; 2) greitai suktis aplink ašį; 3) turėti žiedus, daug palydovų; 4) atmosferą daugiausia sudaro vandenilis ir helis; 5) centre turi būti karšta metalų ir silikatų šerdis.

Jie taip pat išsiskiria: 1) žema paviršiaus temperatūra; 2) mažas planetų materijos tankis.