Зарождение Солнечной системы

По современным представлениям Солнечная система зародилась из газопылевого облака приблизительно 4,6 млрд. лет назад. Это облако было холодным и бесформенным.

Под действием гравитационных сил облако мало-помалу должно было закручиваться и сплющиваться. В его центральной части конденсировался сгусток материи - будущее Солнце. Уплотняющийся сгусток рос, приобретал форму шара и, в конце концов "вспыхнул" - его стали разогревать термоядерные реакции с выделением огромного количества света и тепла. Летучие вещества вблизи от Солнца испарялись и отбрасывались в самую плотную и толстую - среднюю часть облака. Частицы облака, кружась вокруг пылающей звезды-Солнца, сталкивались и сцеплялись. Так появились "зародыши" планет. Вблизи от Солнца росли планеты небольшие и плотные, а в средней части огромные и менее плотные.

Строение.

Солнечная система состоит из Солнца, представляющего собой обычную желтоватую звезду, девяти планет и их спутников, многих тысяч астероидов, или малых планет, большого числа комет, метеорных тел, межпланетного газа и пыли. На рисунке изображены планеты Солнечной системы в их последовательном удалении от светила и показаны их относительные размеры.

Первые четыре планеты - Меркурий, Венера, Земля и Марс относятся к планетам земной группы. Они имеют между собой много общего. Все четыре планеты невелики по размерам и массе, их средние плотности близки между собой, превышая плотность воды в 4-5 раз. Они сходны по своему химическому и минералогическому составу. У них мало спутников - только один у Земли и два у Марса; у Меркурия и Венеры спутников вообще нет.

С пятой по восьмую планету идут планеты группы Юпитера или, как их ещё называют, планеты-гиганты. К ним относятся: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они резко отличны от планет земной группы по всем показателям. Во-первых, они имеют гигантские размеры и огромные массы при небольших плотностях, близких к плотности воды. Во-вторых, химически они состоят преимущественно из газов водорода и гелия, характерных для химического состава Солнца. В-третьих, у каждой из планет-гигантов много спутников и, наконец, все они окружены тонкими кольцами.

Почти все крупные тела Солнечной системы - планеты и астероиды, а также кометы - вращаются вокруг Солнца в одном направлении - против часовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса мира, находящегося где-то в бесконечности - на северном продолжении оси вращения Земли. В том же направлении происходит вращение планет вокруг своих осей. Исключение составляют лишь Венера и Уран, а также некоторые спутники Юпитера и Сатурна, имеющие противоположное вращение - по часовой стрелке.

Планеты обладают различной скоростью движения по своим орбитам: чем ближе планета находится к Солнцу, тем орбитальная скорость у нее больше. В соответствии с длиной пути и скоростью движения планеты находится и время ее облета светила, т. е. продолжительность ее года.

Размеры и расстояния.

Планеты отделены от нас огромными расстояниями в десятки и сотни миллионов километров. Для того чтобы принять на Земле радиосигнал с космического аппарата, находящегося вблизи Венеры или Марса, приходится даже при самых благоприятных условиях ожидать несколько минут, а ведь радиоволны, как и всякое электромагнитное излучение, распространяются со скоростью света!

В пределах Солнечной системы за единицу расстояний принимают астрономическую единицу (а. е.), т. е. среднее расстояние от Земли до Солнца, составляющее 149,6 млн. км. Свет проходит это расстояние за 8 мин 19 с. Средний радиус орбиты самой далекой из известных нам планет - Плутона - 40 а. е. и чтобы с нее достичь Земли, радиосигналу требуется почти пять с половиной часов.

Однако пределы Солнечной системы не ограничиваются поперечником орбиты Плутона - на самом деле они значительно его превышают. Исходя из чисто физических соображении, за ее внешнюю границу можно было бы принять расстояние, на котором происходит торможение в межзвездном газе непрерывно вытекающей из Солнца и заполняющей все околосолнечное пространство плазмы - "солнечного ветра". Границы этой области называются гелиопаузой. Другим, более правильным критерием служит граница, на которой сила притяжения Солнца сравнивается с силой притяжения ближайших к нам звезд. Этот критерий приводит к оценке размера Солнечной системы порядка 150000 а. е.

Как ни кажутся громадными такие расстояния по привычным земным представлениям, в масштабах Вселенной они ничтожны. Действительно, в звездной и галактической астрономии единицами измерений расстоянии служат световой год и парсек. Парсек представляет собой расстояние, с которого большая полуось земной орбиты видна под углом в 1" (или, другими словами, расстояние до звезды, годичный параллакс которой равен 1"). Следовательно, расстояние, выраженное в парсеках (пс), является обратной величиной годичного параллакса; 1 пс = 206265 а. е. (радиусов орбиты земли), что составляет 3,26 светового года. В этих единицах поперечник планетной системы составляет всего около 0,001 пс.

Даже по отношению к поперечнику нашей галактики ("Млечному пути"), близкому к 30 килопарсекам (30000 пс), это составляет всего несколько стомиллионных долей, а ведь современная астрономия оперирует с расстояниями в мега - и даже гигапарсеки. Ближайшие к нам галактики, Большое и Малое Магеллановы Облака, удалены от нас на 55 килопарсеков, а знаменитая туманность Андромеды - на 0,7 Мпс. От самых же далеких галактик нас отделяют таки расстояния, что наблюдаемый сейчас от них свет был им излучен еще до образования Солнца - свыше 4,5 млрд. лет тому назад!

Галактика имеет форму гигантской выпуклой линзы толщиной около 4 кпс, а наша Солнечная система находится на расстоянии около 10 кпс (33 тыс. световых лет) от центра в одном из спиральных рукавов. Галактика вращается, причем скорость вращения сначала возрастает с увеличением расстояния от центра, а затем уменьшается. Обращение Солнца вокруг центра Галактики происходит со скоростью около 250 км/с, так что один полный оборот оно совершает приблизительно за 200 млн. лет.