Происхождение Солнечной системы

Солнечная система представляет собой группу небесных тел, объединенных в единую систему благодаря гравитационному взаимодействию, с центральным телом – Солнцем. Кроме Солнца в состав Солнечной системы входят восемь планет и их спутники, карликовые планеты и малые тела – астероиды, кометы, метеориты и др.

Планеты (от греч. planetos – блуждающие) – небесные тела, обращающиеся вокруг звезды (Солнца). Они, в отличие от звезд, не излучают света, а светят отраженным солнечным светом. Форма планет близка к шарообразной. Планеты Солнечной системы подразделяют на две группы: земная группа (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Плутон, который раньше считался планетой, на XXVI Ассамблее Международного астрономического союза был квалифицирован как карликовая планета.

Сравнивая между собой эти две группы планет, можно сказать, что планеты земной группы характеризуются меньшей массой, меньшими размерами, большой плотностью и сравнительно малой скоростью обращения вокруг Солнца.

Ни одна из планет земной группы не имеет развитой системы спутников в отличие от планет-гигантов. Спутником Земли является Луна; Фобос и Деймос – спутники Марса. Земля – единственная планета земной группы, обладающая сильным собственным магнитным полем. Три планеты земной группы (Венера, Земля, Марс) обладают атмосферой. У Марса она сохранилась в очень разреженном состоянии, а у Меркурия полностью отсутствует. Только Земля обладает мощной гидросферой, которая сформировалась одновременно с планетой.

Следует заметить, что Венера имеет обратное вращение, т. е. противоположное направлению вращения Солнца вокруг своей оси.

Из особенностей планет-гигантов следует отметить их относительно большие размеры, малую плотность, хорошо развитую систему спутников. Так, у Юпитера имеется 14 спутников, у Сатурна – 10. Плоские светящиеся кольца вокруг Сатурна состоят из множества мелких частиц. Особенностью Урана является характер его вращения: он движется как бы «лежа на боку», плоскость его экватора перпендикулярна плоскости орбиты.

Наиболее проработанный в настоящее время сценарий рождения Солнечной системы, которого придерживается большинство астрономов и астрофизиков, следующий: существовало протопланетное облако межзвездного вещества массой 10⁵ солнечных масс, плотность которого порядка 10⁶ молекул в 1 см³, температура 20 – 100 К. Во время взрыва сверхновой звезды под действием ударной волны межзвездное вещество начало сжиматься, температура стала увеличиваться и за несколько миллионов лет достигла (1,0 – 1,5)×10⁷ К. За счет сжатия протопланетное вещество превратилось в линзовидный диск с новой звездой (Солнце), в которой шли термоядерные реакции (примерно 4,7 млрд лет назад). В результате медленного вращения линза превратилась в тонкий диск, который распался на гигантские кольца, окружающие Солнце. Существует много моделей, рассматривающих превращение колец диска из межзвездного вещества в планеты. В настоящее время предпочтительнее следующая: эти кольца уплотнялись, частицы вещества колец слипались, образуя зародыши планет – планетеземали. Вследствие притяжения колец друг к другу зародыши планет росли. Наибольшего размера достигли девять зародышей, которые впоследствии превратились в планеты. Ближе к Солнцу температура пылинок была выше, и здесь образовались сравнительно небольшие планеты земной группы, состоящие из тугоплавких каменистых веществ, металлов и их оксидов и содержащие очень мало легких газов и воды.

Дальше от Солнца, где было намного холоднее, на пылинках намерзал лед, а также углекислый газ, метан, аммиак. Там образовались планеты-гиганты, в составе которых значительно больше воды, аммиака и метана, чем металлов и каменистых веществ.

Гипотеза образования планет путем объединения твердых тел и частиц выдвинута выдающимся советским ученым академиком О. Ю. Шмидтом. Она заменила представления о конденсации планет из газовых сгустков и объяснила разделение планет по физической природе на две группы. Впоследствии эта гипотеза была подтверждена физико-химическими исследованиями состава и структуры метеоритов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие реакции называют термоядерными?

2. Расскажите о балансе энергии при синтезе дейтерия и трития.

3. В чем заключается проблема термоядерной энергетики?

4. Какие термоядерные реакции протекают в недрах Солнца и звезд?

5. Как происходит развитие звезд?

6. Назовите планеты, входящие в состав Солнечной системы.

7. Изложите гипотезу образования планет Солнечной системы.