Солнечная система и ее строение
Солнечная система — это система небесных тел, связанных друг с другом силами тяготения.
В Солнечную систему входят центральное светило Солнце, обращающиеся вокруг него планеты, карликовые планеты и малые тела, а также все естественные спутники, межпланетная пыль, частицы солнечного ветра (потока плазмы от Солнца) и свободные атомы водорода. Последняя классификация тел, входящих в Солнечную систему, была проведена в 2006 г. Мерилом расстояний в Солнечной системе является астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 149 597 870,700 км.
К планетам Солнечной системы относят восемь крупных небесных тел, которые под действием собственной гравитации приняли форму шара. Всего известно 8 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все планеты расположены почти в одной плоскости и обращаются вокруг Солнца по круговым орбитам в одном направлении.
Карликовые планеты тоже обращаются вокруг Солнца, имеют форму шара, но их масса недостаточна для того, чтобы освободить окрестности орбиты от других тел. Например, отношение массы Плутона к массе других тел в окрестностях его орбиты равно всего лишь 0,07, в то время как для Юпитера это отношение равно 318, а для Земли — 1,7 млн. В настоящее время официально признано пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и самая большая из них — Плутон, а самая массивная — Эрида.
Объекты малых масс, обращающиеся вокруг Солнца и слишком маленькие для того, чтобы под действием сил собственной гравитации поддерживать сферическую форму, называют малыми телами Солнечной системы. К ним относят большинство астероидов, кометы, кентавры (ледяные кометоподобные объекты, движущиеся между орбитами Юпитера и Нептуна) и метеороиды (тела размером от 0,1 мм до 10 м).
Спутниками называют тела, обращающиеся вокруг планеты, карликовой планеты или астероида. Большинство спутников планет обращается вокруг них в ту же сторону, что и планеты вокруг Солнца.
Солнечную систему условно делят на две области — внутреннюю и внешнюю. Во внутренней области расположены ближайшие к Солнцу так называемые планеты земной группы Меркурий, Венера, Земля и Марс, которые обладают высокой плотностью и образованы преимущественно тяжелыми элементами, такими как кислород, кремний, железо, никель и др. Все они имеют железное ядро, мантию, состоящую из силикатов, и кору, которая образовалась в результате выплавления из мантии легких элементов. У планет земной группы мало спутников (от 0 до 2), нет колец и есть атмосфера — газовая оболочка, которая удерживается гравитацией планеты и вращается вместе с ней как единое целое.
В сравнительно узком пространстве межпланетной среды между орбитами Марса и Юпитера располагается главный пояс астероидов, который, скорее всего, является так и не сформировавшейся планетой. За ним начинается внешняя область Солнечной системы. Там царствуют планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, на которые приходится 99% всей массы вещества, обращающегося вокруг Солнца. Эти планеты гораздо массивнее и больше планет земной группы, они менее плотные, состоят из легких элементов (преимущественно водорода и гелия), имеют мощные атмосферы, много спутников (от 14 до 79) и системы колец из пыли и льда, самая развитая из которых, кольца Сатурна, легко наблюдается с Земли.
За орбитой Нептуна, на расстоянии порядка 35–50 а. е. от Солнца, расположен пояс Койпера — большое скопление малых тел. Его объекты движутся приблизительно в плоскости орбит планет. За ним располагается рассеянный диск, слабо заселенный малыми телами с сильно вытянутыми, наклоненными к эклиптике (плоскости, в которой расположена орбита Земли) и даже перпендикулярными ей орбитами, которые могут простираться до 150 а. е. от Солнца. За рассеянным диском, вероятно, находится облако Оорта — сферическая область Солнечной системы, из которой прилетают долгопериодические кометы. На расстоянии около 120 а. е. от Солнца расположена гелиопауза — область, в которой солнечный ветер смешивается с межзвездным веществом; она считается началом межзвездной среды.
Анализ данных, собранных межпланетными зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» с 2007 по 2011 гг., а также компьютерное моделирование позволили установить, что граница Солнечной системы представляет собой «магнитную пену», которая возникла как следствие вращения Солнца вокруг своей оси. В результате вращательного движения магнитные линии «запутываются» и пересоединяются, что приводит к образованию гигантских пузырей, диаметр которых может достигать одной астрономической единицы, равной примерно 150 млн км. Магнитные пузыри могут защищать Солнечную систему от проникновения в нее галактических космических лучей — высокоэнергетических заряженных частиц межзвездного происхождения, образующихся, например, при взрывах сверхновых.