Швидкість сонячної системи навколо центру галактики. сонячна система

Напевно, багато хто з вас бачив гіфку або дивився відео, що показує рух Сонячна система.

Ролик, що вийшов у 2012 році, став вірусним та наробив багато галасу. Мені він попався невдовзі після його появи, коли я знав про космос набагато менше, ніж зараз. І найбільше мене збентежила перпендикулярність площини орбіт планет напрямку руху. Не те щоб це було неможливо, але Сонячна система може рухатися під будь-яким кутом до площини Галактики. Ви запитаєте, навіщо згадувати давно забуті історії? Справа в тому, що саме зараз, за ​​бажання та наявності хорошої погоди, кожен може побачити на небі справжній кут між площинами екліптики та Галактики.

Перевіряємо вчених

Астрономія каже, що кут між площинами екліптики та галактики становить 63°.

Але сама по собі цифра нудна, та й зараз, коли на узбіччі науки адепти плоскої Землі хочеться мати просту і наочну ілюстрацію. Давайте подумаємо, як ми можемо побачити площини Галактики та екліптики на небі, бажано неозброєним поглядом та не віддаляючись далеко від міста? Площина Галактики – це Чумацький шляхАле зараз, з достатком світлового забруднення, побачити його не так просто. Чи є якась лінія приблизно близька до площини Галактики? Є – це сузір'я Лебедя. Воно добре видно навіть у місті, а знайти його просто, спираючись на яскраві зірки: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Ліри) та Альтаїр (альфа Орла). "Туло" Лебедя приблизно збігається з галактичною площиною.

Добре, одна площина маємо. Але як отримати наочну лінію екліптики? Давайте подумаємо, що таке екліптика взагалі? За сучасним суворим визначенням екліптика - це перетин небесної сфери площиною орбіти барицентру (центру маси) Земля-Луна. По екліптиці в середньому рухається Сонце, але ми не маємо двох Сонців, за якими зручно побудувати лінію, та й сузір'я Лебедя при сонячному світлі не буде видно. Але якщо згадати, що планети Сонячної системи теж рухаються приблизно в тій же площині, то виходить, що парад планет якраз приблизно покаже нам площину екліптики. І зараз у ранковому небі якраз можна спостерігати Марс, Юпітер та Сатурн.

В результаті, найближчими тижнями вранці до сходу Сонця можна буде дуже наочно бачити таку картину:

Яка, хоч як це дивно, чудово узгоджується з підручниками астрономії.

А гіфку правильніше малювати так:

Джерело: сайт астронома Rhys Taylor rhysy.net

Питання може спричинити взаємне становище площин. Чи летимо ми<-/ 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 <-/.

Але цей факт, на жаль, "на пальцях" не перевірити, бо нехай і зробили це двісті тридцять п'ять років тому, але використали результати багаторічних астрономічних спостережень та математики.

Зірки, що розбігаються

Як взагалі можна визначити, куди рухається Сонячна система щодо близьких зірок? Якщо ми можемо протягом десятків років фіксувати переміщення зірки небесною сферою, то напрям руху кількох зірок скаже нам, куди ми рухаємось щодо них. Назвемо точку, в яку ми рухаємось, апексом. Зірки, які знаходяться недалеко від нього, а також протилежної точки (антиапекса), будуть рухатися слабо, тому що вони летять на нас або від нас. А чим далі зірка знаходиться від апексу та антиапексу, тим більше буде її власний рух. Уявіть, що ви їдете дорогою. Світлофори на перехрестях попереду і позаду не сильно зміщуватимуться в сторони. А ось ліхтарні стовпи вздовж дороги так і мелькатимуть (мають великий власний рух) за вікном.

На гіфці показано переміщення зірки Барнарда, що має найбільший власний рух. Вже у 18 столітті в астрономів з'явилися записи положення зірок на проміжку 40-50 років, які дозволили визначити напрямок руху повільніших зірок. Тоді англійський астроном Вільям Гершель взяв зіркові каталоги і, не підходячи до телескопа, почав обчислювати. Вже перші розрахунки за каталогом Майєра показали, що зірки рухаються не хаотично, і можна визначити апекс.

Джерело: Hoskin, M. Herschel's Determination of the Solar Apex, Journal for History of Astronomy, Vol. 11, P. 153, 1980

А з даними каталогу Лаланд область вдалося серйозно зменшити.

Звідти ж

Далі пішла нормальна наукова робота – уточнення даних, розрахунки, суперечки, але Гершель використав правильний принцип і помилився лише на десять градусів. Інформацію збирають досі, наприклад, лише тридцять років тому швидкість руху зменшили з 20 до 13 км/с. Важливо: цю швидкість не можна плутати зі швидкістю сонячної системи та інших найближчих зірок щодо центру Галактики, що дорівнює приблизно 220 км/с.

Ще далі

Ну і якщо ми згадали швидкість руху щодо центру Галактики, необхідно розібратися і тут. Галактичний північний полюс обраний так само, як і земний - довільно за згодою. Він знаходиться неподалік зірки Арктур ​​(альфа Волопаса), приблизно вгору у напрямку крила сузір'я Лебедя. А загалом проекція сузір'їв на карту Галактики виглядає так:

Тобто. Сонячна система рухається щодо центру Галактики у напрямку сузір'я Лебедя, а щодо місцевих зірок у напрямку сузір'я Геркулеса, під кутом 63° до галактичної площини,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

Космічний хвіст

А ось порівняння Сонячної системи з кометою у відео цілком коректне. Апарат NASA IBEX був спеціально створений для визначення взаємодії межі Сонячної системи та міжзоряного простору. І за його даними, хвіст є.

Ілюстрація NASA

Для інших зірок ми можемо бачити астросфери (бульбашки зоряного вітру) безпосередньо.

Фото NASA

Позитив наостанок

Завершуючи розмову, варто наголосити на дуже позитивній історії. DJSadhu, що створив у 2012 році вихідне відео, спочатку просував щось ненаукове. Але, завдяки вірусному поширенню кліпу, він поспілкувався зі справжніми астрономами (астрофізик Rhys Tailor дуже позитивно відгукується про діалог) і через три роки зробив новий, набагато більш відповідний реальності ролик без антинаукових побудов. Місяць рухається орбітою зі швидкістю 1 км в секунду. Земля разом із Місяцем здійснюють повний оберт навколо Сонця за 365 днів зі швидкістю 108 тис. кілометрів на годину або 30 км на секунду.

Ще нещодавно вчені обмежувалися такими даними. Але з винаходом сильних телескопів з'ясувалося, що Сонячна система не обмежується лише планетами. Вона набагато більша і простягається на відстань 100 тис. відстаней від Землі до Сонця (астрономічна). Це область, яку охоплює тяжіння нашої зірки. Вона названа на честь вченого-астронома Яна Оорта, який доказав її існування. Хмара Оорта - світ крижаних комет, що періодично наближаються до Сонця, перетинаючи орбіту Землі. Тільки поза цієї хмари закінчується Сонячна система і починається міжзоряний простір.

Оорт також на основі променевих швидкостей та власних рухів зірок обґрунтував гіпотезу про рух галактики навколо її центру. Отже, Сонце і його система, як єдине ціле, разом із усіма сусідніми зірками, рухається в галактичному диску навколо загального центру.

Завдяки розвитку науки, в розпорядженні вчених з'являлися досить потужні та точні прилади, за допомогою яких вони ближче і ближче підходили до розгадки устрою світобудови. Вдалося з'ясувати, де видно на небі Чумацького Шляху знаходиться його центр. Він опинився у напрямку сузір'я Стрільця, прихований щільними темними хмарами газу та пилу. Якби не було цих хмар, тоді на нічному небі було б видно величезну розмиту білу пляму, розмірами більшу за Місяць у десятки разів і таку ж світність.

Сучасні уточнення

Відстань до центру галактики виявилася більшою, ніж припускали. 26 тис. світлових років. Це величезна кількість. Запущений у 1977 році супутник Вояджер, який тільки-но покинув Сонячну систему, досяг би центру галактики через мільярд років. Завдяки штучним супутникам та математичним обчисленням вдалося з'ясувати траєкторію руху сонячної системи в галактиці.

Сьогодні відомо, що Сонце знаходиться у відносно спокійній ділянці Чумацького Шляху між двома великими спіральними рукавами Персея та Стрільця та ще одним трохи меншим рукавом Оріона. Усі вони видно на нічному небі, мов туманні смуги. Ті – зовнішній спіральний рукав, рукав Каріна, видно лише у потужні телескопи.

Сонцю, можна сказати, пощастило, що воно знаходиться на ділянці, де не такий великий вплив сусідніх зірок. Перебуваючи воно в спіральному рукаві, можливо, життя так і не зародилося б на Землі. Але все ж таки Сонце рухається навколо центру галактики не по прямій лінії. Рух виглядає як вихору: він згодом то ближче до рукавів, то далі. І таким чином облітає коло галактичного диска разом із сусідніми зірками за 215 млн років, зі швидкістю 230 км за секунду.

Немає такої речі в житті, як вічний спокій розуму. Життя – саме собою є рух, і може існувати без бажань, страху, і почуттів.
Томас Хоббс

Читач запитує:

Я знайшла на YouTube відео з теорією про спіральний рух Сонячної системи через нашу галактику. Воно не здалося мені переконливим, але я хотіла б почути це від тебе. Чи є воно правильним з наукового погляду?

Спочатку давайте подивимося саме відео:

Деякі твердження у цьому відео вірні. Наприклад:

• планети обертаються навколо Сонця приблизно в одній площині
• Сонячна система рухається по галактиці з кутом 60° між галактичною площиною і площиною обертання планет
• Сонце під час свого обертання навколо Чумацького шляху, рухається вгору-вниз і всередину-зовні по відношенню до решти галактики

Все це так, але при цьому у відео ці факти показані неправильно.

Відомо, що планети рухаються навколо Сонця еліпсами, згідно з законами Кеплера, Ньютона і Ейнштейна. Але картинка зліва неправильна з погляду масштабу. Вона неправильна у сенсі форм, розмірів та ексцентриситетів. І хоча на діаграмі праворуч орбіти менше схожі на еліпси, орбіти планет виглядають приблизно так з погляду масштабів.

Візьмемо ще один приклад – орбіту Місяця.

Відомо, що Місяць обертається навколо Землі з періодом трохи менше місяця, а Земля обертається навколо Сонця з періодом 12 місяців. Яка з представлених картинок демонструє рух Місяця навколо Сонця? Якщо порівняти відстані від Сонця до Землі та від Землі до Місяця, а також швидкість обертання Місяця навколо Землі та системи Земля/Місяць – навколо Сонця, то виявиться, що найкращим чином ситуацію демонструє варіант D. Можна їх перебільшити для досягнення якихось ефектів але кількісно варіанти A, B і C некоректні.

Тепер перейдемо до руху Сонячної системи через галактику.

Скільки у ньому міститься неточностей. По-перше, всі планети будь-якої миті часу знаходяться в одній площині. Немає ніякого відставання, яке більш віддалені від Сонця планети демонстрували стосовно менш віддаленим.

По-друге, пригадаємо реальні швидкості планет. Меркурій рухається в нашій системі найшвидше, обертаючись навколо Сонця зі швидкістю 47 км/с. Це на 60% швидше за орбітальну швидкість Землі, приблизно в 4 рази швидше за Юпітер, і в 9 разів швидше за Нептун, який рухається по орбіті зі швидкістю 5,4 км/с. А Сонце летить крізь галактику зі швидкістю 220 км/с.

За час, необхідний Меркурію на один оборот, вся Сонячна система пролітає 1,7 мільярдів кілометрів своєю внутрішньогалактичною еліптичною орбітою. При цьому радіус орбіти Меркурія складає всього 58 мільйонів кілометрів, або всього 3,4% тієї відстані, на яку просувається вся Сонячна система.

Якби ми побудували рух Сонячної системи по галактиці в масштабі, і подивилися б, як рухаються планети – ми побачили б таке:

Уявіть, що вся система – Сонце, місяць, усі планети, астероїди, комети, рухаються з великою швидкістю під кутом близько 60° щодо площини Сонячної системи. Якось так:

Якщо поєднати все це разом, ми отримаємо більш точну картинку:

А що щодо прецесії? І також щодо коливань вниз-вгору і всередину-назовні? Все це так, але на відео це показано у надмірно перебільшеному та неправильно інтерпретованому вигляді.

Справді, прецесія Сонячної системи відбувається з періодом 26000 років. Але немає ніякого спіралеподібного руху, ні Сонця, ні планет. Прецесію здійснюють не орбіти планет, а вісь обертання Землі.

Полярна зірка не розташована постійно над Північним полюсом. Більшість у нас немає полярної зірки. 3000 років тому Кохаб був ближчим до полюса, ніж Полярна зірка. Через 5500 років полярною зіркою стане Альдерамін. А через 12000 років Вега, друга за яскравістю зірка у Північній півкулі, відстоятиме лише на 2 градуси від полюса. Але саме це змінюється з частотою раз на 26000 років, а не рух Сонця чи планет.

Як щодо сонячного вітру?

Це випромінювання, що йде від Сонця (і всіх зірок), а не те, у що ми врізаємось, рухаючись по галактиці. Гарячі зірки випускають заряджені частинки, що швидко рухаються. Кордон Сонячної системи проходить там, де сонячний вітер вже не має змоги відштовхувати міжзоряне середовище. Там проходить межа геліосфери.

Тепер щодо рухів вгору і вниз і всередину і назовні до галактики.

Оскільки Сонце та Сонячна система підпорядковуються гравітації, саме вона домінує над їхнім рухом. Зараз Сонце розташоване на відстані 25-27 тисяч світлових років від центру галактики, і рухається навколо нього еліпсом. При цьому всі інші зірки, газ, пил рухаються по галактиці також еліпсами. І еліпс Сонця відрізняється від решти.

З періодом 220 мільйонів років Сонце здійснює повний оберт навколо галактики, проходячи трохи вище і нижче центру галактичної площини. Але оскільки вся решта матерії галактики рухається так само, орієнтація галактичної площини з часом змінюється. Ми можемо рухатися еліпсом, але галактика являє собою обертову тарілку, тому ми і рухаємося вгору-вниз по ній з періодом в 63 мільйони років, хоча наш рух усередину і назовні відбувається з періодом в 220 мільйонів років.

Але жодного «штопора» планети не роблять, їхній рух спотворений до невпізнання, відео неправильно розповідає про прецесію та сонячний вітер, а текст сповнений помилок. Симуляція зроблена дуже красиво, але вона була б набагато красивішою, якби була правильною.

Ви сидите, стоїте або лежите, читаючи цю статтю, і не відчуваєте, що Земля обертається навколо своєї осі з шаленою швидкістю – приблизно 1700 км/год на екваторі. Однак швидкість обертання не здається такою вже швидкою, якщо перевести її в км/с. Вийде 0,5 км/с - ледь помітний спалах на радарі, в порівнянні з іншими навколишніми швидкостями.

Як і інші планети Сонячної системи, Земля обертається навколо Сонця. І щоб утримуватись на своїй орбіті, вона рухається зі швидкістю 30 км/с. Венера і Меркурій, що знаходяться ближче до Сонця, рухаються швидше, Марс, орбіта якого проходить за орбітою Землі, рухається набагато повільніше за неї.

Але навіть Сонце не стоїть на одному місці. Наша галактика Чумацький Шлях - величезна, масивна і рухлива! Усі зірки, планети, газові хмари, частинки пилу, чорні дірки, темна матерія – все це рухається щодо загального центру мас.

За припущеннями вчених, Сонце знаходиться на відстані 25 000 світлових років від центру нашої галактики і рухається еліптичною орбітою, здійснюючи повний оборот кожні 220-250 млн років. Виходить, що швидкість Сонця - близько 200-220 км/с, що в сотні разів вище швидкості руху Землі навколо осі і в десятки разів вище швидкості її руху навколо Сонця. Ось так виглядає рух нашої Сонячної системи.

Чи стаціонарна галактика? Знову ні. Гігантські космічні об'єкти мають велику масу, а отже, створюють сильні гравітаційні поля. Дайте Всесвіту небагато часу (а воно у нас було – приблизно 13,8 мільярдів років), і все почне рухатися у напрямку найбільшого тяжіння. Ось чому Всесвіт не однорідний, а являє собою галактики та групи галактик.

Що це означає для нас?

Це означає, що Чумацький Шлях тягне до себе інші галактики та групи галактик, розташовані поблизу. Це означає, що домінують у процесі масивні об'єкти. І це означає, що не лише наша галактика, а й усі оточуючі зазнають впливу цих «тягачів». Ми все ближче підходимо до розуміння того, що відбувається з нами у космічному просторі, але нам все ще не вистачає фактів, наприклад:

• які були початкові умови, за яких зародився Всесвіт;
• як різні маси в галактиці рухаються та змінюються з часом;
• як утворювався Чумацький Шлях та навколишні галактики та скупчення;
• і як це відбувається зараз.

Однак є трюк, який допоможе нам розібратися.

Всесвіт наповнює реліктове випромінювання з температурою 2725 К, яке збереглося з часів Великого Вибуху. Де-не-де є крихітні відхилення - близько 100 мкК, але загальний температурний фон постійний.

Це відбувається тому, що Всесвіт утворився в результаті Великого Вибуху 13,8 мільярдів років тому і досі розширюється та охолоджується.

Через 380 000 років після Великого Вибуху Всесвіт охолоне до такої температури, що стало можливим утворення атомів водню. До цього фотони постійно взаємодіяли з рештою частинок плазми: стикалися з ними та обмінювалися енергією. У міру остигання Всесвіту заряджених частинок поменшало, а простору між ними - більше. Фотони змогли вільно переміщатися у просторі. Реліктове випромінювання - це фотони, які випромінювали плазмою у бік майбутнього розташування Землі, але уникли розсіювання, оскільки рекомбінація вже почалася. Вони досягають Землю крізь простір Всесвіту, який продовжує розширюватися.

Ви самі можете побачити це випромінювання. Перешкоди, які виникають на порожньому каналі телевізора, якщо ви використовуєте просту антену, схожу на вуха заячі, на 1% викликані реліктовим випромінюванням.

Проте температура реліктового фону не однакова в усіх напрямках. За результатами досліджень місії Planck, температура дещо відрізняється в протилежних півкулях небесної сфери: вона трохи вища на ділянках неба на південь від екліптики - близько 2,728 K, і нижче в іншій половині - близько 2,722 K.

Мапа мікрохвильового фону, зроблена за допомогою телескопа Planck.

Ця різниця майже в 100 разів більша за інші коливання температури реліктового фону, що спостерігаються, і це вводить в оману. Чому так відбувається? Відповідь очевидна – ця різниця відбувається не через флуктуації реліктового випромінювання, вона з'являється, бо є рух!

Коли ви наближаєтеся до джерела світла або він наближається до вас, спектральні лінії у спектрі джерела зміщуються у бік коротких хвиль (фіолетове зміщення), коли віддаляєтеся від нього або він від вас - спектральні лінії зміщуються у бік довгих хвиль (червоне зміщення).

Реліктове випромінювання може бути більш-менш енергійним, отже, ми рухаємося крізь простір. Ефект Доплера допомагає визначити, що наша Сонячна система рухається щодо реліктового випромінювання зі швидкістю 368 ± 2 км/с, а місцева група галактик, що включає Чумацький Шлях, галактику Андромеди та галактику Трикутника, рухається зі швидкістю 627 ± 22 км/с щодо реліктового. Це звані пекулярні швидкості галактик, які становлять кілька сотень км/с. Крім них існують ще космологічні швидкості, зумовлені розширенням Всесвіту і розраховуються за законом Хаббла.

Завдяки залишковому випромінюванню від Великого Вибуху ми можемо спостерігати, що у Всесвіті постійно рухається і змінюється. І наша галактика – лише частина цього процесу.

Всесвіт (космос)- Це весь навколишній світ, безмежний у часі і просторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія, що вічно рухається. Безмежність Всесвіту частково можна уявити в ясну ніч з мільярдами різної величини мерехтливих точок, що світяться, на небі, що представляють далекі світи. Промені світла при швидкості 300 000 км/с із найвіддаленіших частин Всесвіту сягають Землі приблизно 10 млрд років.

На думку вчених, утворився Всесвіт у результаті «Великого Вибуху» 17 млрд років тому.

Вона складається зі скупчень зірок, планет, космічного пилу та інших космічних тіл. Ці тіла утворюють системи: планети із супутниками (наприклад. Сонячна система), галактики, метагалактики (скупчення галактик).

Галактика(пізньогрец. galaktikos- молочний, чумацький, від грецької gala- молоко) - велика зіркова система, що складається з безлічі зірок, зоряних скупчень і асоціацій, газових та пилових туманностей, а також окремих атомів і частинок, розсіяних у міжзоряному просторі.

У Всесвіті існує безліч галактик різного розміру та форми.

Усі зірки, видимі із Землі, входять до складу галактики Чумацький Шлях. Свою назву вона отримала завдяки тому, що більшість зірок можна побачити ясною ніччю у вигляді Чумацького Шляху — білястої розмитої смуги.

Загалом Галактика Чумацький Шлях містить близько 100 млрд зірок.

Наша галактика знаходиться у постійному обертанні. Швидкість її руху у Всесвіті - 1,5 млн км/год. Якщо дивитися на нашу галактику з боку її північного полюса, то обертання відбувається за годинниковою стрілкою. Сонце та найближчі до нього зірки роблять повний оберт навколо центру галактики за 200 млн років. Цей термін прийнято рахувати галактичний рік.

За розміром і формою подібна до галактики Чумацький Шлях галактика Андромеди, або Туманність Андромеди, яка знаходиться на відстані приблизно 2 млн світлових років від нашої галактики. Світловий рік- Відстань, що проходить світлом за рік, приблизно дорівнює 10 13 км (швидкість світла - 300 000 км / с).

Для наочності вивчення руху та розташування зірок, планет та інших небесних тіл використовується поняття небесної сфери.

Мал. 1. Основні лінії небесної сфери

Небесна сфера— це уявна сфера будь-якого великого радіусу, в центрі якої знаходиться спостерігач. На небесну сферу проектуються зірки, сонце, місяць, планети.

Найважливішими лініями на небесній сфері є: прямовисна лінія, зеніт, надір, небесний екватор, екліптика, небесний меридіан та ін. (рис. 1).

Вертикальна лінія- Пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через центр Землі та точку спостереження.

Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках - зеніті,над головою спостерігача, та надирі -діаметрально протилежної точки.

Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії, називається математичним горизонтом.Він ділить поверхню небесної сфери на дві половини: видиму для спостерігача, з вершиною в зеніті, і невидиму, з вершиною в надирі.

Діаметр, навколо якого відбувається обертання небесної сфери, - вісь світу.Вона перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках. північному полюсі світуі південний полюс світу.Північним полюсом називається той, з боку якого обертання небесної сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сферу ззовні.

Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу, носить назву небесного екватора.Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі: північне,з вершиною в північному полюсі світу, та південне,з вершиною у південному полюсі світу.

Велике коло небесної сфери, площина якого проходить через стрімку лінію та вісь світу, – небесний меридіан. Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі. східнеі західне.

Лінія перетину площини небесного меридіана та площини математичного горизонту. Південна лінія.

Екліптика(Від грец. ekieipsis- затемнення) — велике коло небесної сфери, яким відбувається видимий річний рух Сонця, точніше — його центру.

Площина екліптики нахилена до площини небесного екватора під кутом 23 26 "21".

Щоб легше запам'ятати місце розташування зірок на небі, люди в давнину придумали об'єднувати найяскравіші з них сузір'я.

Нині відомі 88 сузір'їв, які мають імена міфічних персонажів (Геркулес, Пегас та інших.), знаків зодіаку (Телець, Риби, Рак та інших.), предметів (Терези, Ліра та інших.) (рис. 2).

Мал. 2. Літньо-осінні сузір'я

Походження галактик. Сонячна система та її окремі планети до цих пір залишається нерозгаданою таємницею природи. Існує кілька гіпотез. В даний час вважається, що наша галактика утворилася з газової хмари, що складалася з водню. На початковій стадії еволюції галактики з міжзоряного газово-пилового середовища утворилися перші зірки, а 4,6 млрд. років тому Сонячна система.

Склад сонячної системи

Сукупність небесних тіл, що рухаються навколо Сонця як центрального тіла, утворює Сонячна система.Вона розташована майже на околиці галактики Чумацький Шлях. Сонячна система бере участь у обертанні навколо центру галактики. Швидкість цього руху становить близько 220 км/с. Цей рух відбувається у напрямку сузір'я Лебедя.

Склад Сонячної системи можна подати у вигляді спрощеної схеми, наведеної на рис. 3.

Понад 99,9 % маси речовини Сонячної системи припадає на Сонце і лише 0,1 % — на решту її елементів.

Гіпотеза І. Канта (1775) - П.Лапласа (1796)	Гіпотеза Д. Джинса (початок XX ст.)	Гіпотеза академіка О. П. Шмідта (40-ті рр. XX ст.)	Гі потеза а каліміка В. Г. Фесенкова (30-ті рр. XX ст.)
Планети утворилися із газово-пилової матерії (у вигляді розпеченої туманності). Охолодження супроводжуюсь стисненням та збільшенням швидкості обертання якоїсь осі. На екваторі туманності виникали кільця. Речовина кілець збиралася в розпечені тіла і поступово остигала	Повз Сонце колись пройшла більша зірка, сс тяжіння вирвало з Сонця струмінь розжареної речовини (протуберанець). Утворилися згущення, з яких потім планети	Газово-пилова хмара, що обертається навколо Сонця, мала прийняти суцільну форму внаслідок зіткнення частинок та їх руху. Частки об'єдналися у згущення. Притягання дрібніших частинок згущенням мало сприяти зростанню навколишнього речовини. Орбіти згущень мали стати майже круговими і лежать майже в одній площині. Згущення з'явилися зародками планет, увібравши в себе майже всю речовину з проміжків між їх орбітами.	З хмари, що обертається, виникло саме Сонце, а планети — з вторинних згущень у цій хмарі. Сонце сильно зменшилося і охолонуло до сучасного стану

Мал. 3. Склад Сонячної систем

Сонце

Сонце— це зірка, гігантська розпечена куля. Його діаметр у 109 разів більший за діаметр Землі, маса в 330 000 разів більша за масу Землі, зате середня щільність невелика — всього в 1,4 раза більша за щільність води. Сонце знаходиться на відстані близько 26 000 світлових років від центру нашої галактики і обертається навколо нього, роблячи один оборот приблизно за 225-250 млн. років. Орбітальна швидкість руху Сонця дорівнює 217 км/с - таким чином, воно проходить один світловий рік за 1400 земних років.

Мал. 4. Хімічний склад Сонця

Тиск на Сонці у 200 млрд разів вищий, ніж у поверхні Землі. Щільність сонячної речовини та тиск швидко наростають углиб; зростання тиску пояснюється вагою всіх вищерозміщених шарів. Температура лежить на поверхні Сонця 6000 До, а всередині 13 500 000 К. Характерний час життя зірки типу Сонця 10 млрд ліг.

Таблиця 1. Загальні відомості про Сонце

Хімічний склад Сонця приблизно такий самий, як і у більшості інших зірок: близько 75 % - це водень, 25 % - гелій і менше 1 % - всі інші хімічні елементи (вуглець, кисень, азот і т. д.) (рис. 4 ).

Центральна частина Сонця з радіусом приблизно 150 000 км. називається сонячним. ядром.Це зона ядерних реакцій. Щільність речовини тут приблизно в 150 разів вище за щільність води. Температура перевищує 10 млн К (за шкалою Кельвіна, у перерахунку на градуси Цельсія 1 ° С = К - 273,1) (рис. 5).

Над ядром, на відстані близько 0,2-0,7 радіуса Сонця від його центру, знаходиться зона перенесення променистої енергії.Перенесення енергії тут здійснюється шляхом поглинання та випромінювання фотонів окремими шарами частинок (див. рис. 5).

Мал. 5. Будова Сонця

Фотон(Від грец. phos- світло), елементарна частка, здатна існувати, лише рухаючись зі швидкістю світла.

Ближче до поверхні Сонця виникає вихрове перемішування плазми, і перенесення енергії до поверхні відбувається

переважно рухами самої речовини. Такий спосіб передачі енергії називається конвекцією,а шар Сонця, де воно відбувається, - конвективною зоною.Потужність цього шару становить приблизно 200 000 км.

Вище за конвективну зону розташовується сонячна атмосфера, яка постійно коливається. Тут поширюються як вертикальні, і горизонтальні хвилі з довжинами кілька тисяч кілометрів. Коливання відбуваються із періодом близько п'яти хвилин.

Внутрішній шар атмосфери Сонця називається фотосферою.Вона складається із світлих бульбашок. Це гранули.Їх розміри невеликі - 1000-2000 км, а відстань між ними - 300-600 км. На Сонці одночасно може спостерігатись близько мільйона гранул, кожна з яких існує кілька хвилин. Гранули оточені темними проміжками. Якщо в гранулах речовина піднімається, то навколо них опускається. Гранули створюють спільне тло, на якому можна спостерігати такі масштабні утворення, як смолоскипи, сонячні плями, протуберанці та ін.

Сонячні плями— темні області на Сонці, температура яких, порівняно з навколишнім простором, знижена.

Сонячними смолоскипаминазивають яскраві поля, що оточують сонячні плями.

Протуберанці(Від лат. protubero- Здуваюся) - щільні конденсації щодо холодної (порівняно з навколишньою температурою) речовини, які піднімаються і утримуються над поверхнею Сонця магнітним полем. До виникнення магнітного поля Сонця може призводити те, що різні шари Сонця обертаються із різною швидкістю: внутрішні частини обертаються швидше; особливо швидко обертається ядро.

Протуберанці, сонячні плями та смолоскипи – це не єдині приклади сонячної активності. До неї також відносяться магнітні бурі та вибухи, які називають спалахами.

Вище фотосфери розташовується хромосфера- Зовнішня оболонка Сонця. Походження назви цієї частини сонячної атмосфери пов'язане з її червоним кольором. Потужність хромосфери становить 10-15 тис. км, а щільність речовини у сотні тисяч разів менша, ніж у фотосфері. Температура у хромосфері швидко зростає, досягаючи у верхніх її шарах десятків тисяч градусів. На краю хромосфери спостерігаються спікули,являють собою витягнуті стовпчики з ущільненого газу, що світиться. Температура цих струменів вища, ніж температура фотосфери. Спікули спочатку піднімаються із нижньої хромосфери на 5000-10 000 км, а потім падають назад, де й загасають. Все це відбувається зі швидкістю близько 20000 м/с. Спі кула живе 5-10 хв. Кількість спікул, що існують на Сонці одночасно, становить близько мільйона (рис. 6).

Мал. 6. Будова зовнішніх шарів Сонця

Хромосферу оточує сонячна корона- Зовнішній шар атмосфери Сонця.

Повна кількість енергії, що випромінюється Сонцем, становить 3,86 . 1026 Вт, і лише одну двомільярдну частину цієї енергії отримує Земля.

Сонячна радіація включає корпускулярнеі електромагнітне випромінювання.Корпускулярне основне випромінювання- це плазмовий потік, який складається з протонів та нейтронів, або по-іншому. сонячний вітер,який досягає навколоземного простору та обтікає всю магнітосферу Землі. Електромагнітна радіація- Це промениста енергія Сонця. Вона у вигляді прямої та розсіяної радіації досягає земної поверхні та забезпечує тепловий режим на нашій планеті.

У ХІХ ст. швейцарський астроном Рудольф Вольф(1816-1893) (рис. 7) обчислив кількісний показник сонячної активності, відомий у світі як число Вольфа. Обробивши накопичені до середини минулого століття матеріали спостережень за сонячними плямами, Вольф зміг встановити середній І-річний цикл сонячної активності. Фактично інтервали часу між роками максимальних чи мінімальних чисел Вольфа коливаються від 7 до 17 років. Одночасно з 11-річним циклом протікає віковий, точніше 80-90-річний цикл сонячної активності. Неузгоджено накладаючись один на одного, вони вносять помітні зміни до процесів, що відбуваються в географічній оболонці Землі.

На тісний зв'язок багатьох земних явищ із сонячною активністю ще в 1936 р. вказував А. Л. Чижевський (1897-1964) (рис. 8), який писав про те, що переважна більшість фізико-хімічних процесів на Землі є результатом впливу космічних сил. Він же був і одним із основоположників такої науки, як геліобіологія(Від грец. helios- Сонце), що вивчає вплив Сонця на живу речовину географічної оболонки Землі.

Залежно від сонячної активності протікають такі фізичні явища на Землі, як: магнітні бурі, частота полярних сяйв, кількість ультрафіолетової радіації, інтенсивність грозової діяльності, температура повітря, атмосферний тиск, опади, рівень озер, річок, ґрунтових вод, солоність та діяльність морів та ін.

З періодичною діяльністю Сонця пов'язане життя рослин і тварин (існує кореляція між сонячною циклічності та терміном вегетаційного періоду у рослин, розмноженням та міграцією птахів, гризунів тощо), а також людини (захворювання).

В даний час взаємозв'язки між сонячними та земними процесами продовжують вивчатися за допомогою штучних супутників Землі.

Планети земної групи

Крім Сонця у складі Сонячної системи виділяють планети (рис. 9).

За розмірами, географічними показниками та хімічним складом планети поділяються на дві групи: планети земної групиі планети-гіганти.До планет земної групи відносяться , і . Про них і йтиметься у цьому підрозділі.

Мал. 9. Планети Сонячної системи

Земля- Третя планета від Сонця. Їй буде присвячено окремий підрозділ.

Давайте узагальним.Від розташування планети в Сонячній системі залежить густина речовини планети, а з урахуванням її розмірів - і маса. Чим
ближче планета до Сонця, то вище в неї середня щільність речовини. Наприклад, у Меркурія вона становить 5,42 г/см Венери - 5,25, Землі - 5,25, Марса - 3,97 г/см 3 .

Загальними характеристиками планет земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс) є: 1) порівняно невеликі розміри; 2) високі температури на поверхні та 3) висока щільність речовини планет. Ці планети порівняно повільно обертаються навколо своєї осі і мають мало супутників або їх зовсім не мають. У будові планет земної групи виділяють чотири основні оболонки: 1) щільне ядро; 2) мантію, що покриває його; 3) кору; 4) легку газо-водну оболонку (виключаючи Меркурій). На поверхні цих планет виявлено сліди тектонічної діяльності.

Планети-гіганти

Тепер познайомимося із планетами-гігантами, які теж входять до нашої Сонячної системи. Це, .

Планети-гіганти мають такі загальними характеристиками: 1) великими розмірами і масою; 2) швидко обертаються навколо осі; 3) мають кільця, багато супутників; 4) атмосфера складається, в основному, з водню та гелію; 5) у центрі мають гаряче ядро ​​з металів та силікатів.

Їх також відрізняють: 1) низькі температури лежить на поверхні; 2) мінімальна щільність речовини планет.