§ 65. малые тела солнечной системы

Астрономические объекты

Задачи астрономии

Радиотелескопы — одни из множества различных инструментов, используемых астрономами

Основными задачами астрономии являются:

1. Изучение видимых, а затем и действительных положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы.
2. Изучение строения небесных тел, исследование химического состава и физических свойств (плотности, температуры и т. п.) вещества в них.
3. Решение проблем происхождения и развития отдельных небесных тел и образуемых ими систем.
4. Изучение наиболее общих свойств Вселенной, построение теории наблюдаемой части Вселенной — Метагалактики.

Решение этих задач требует создания эффективных методов исследования — как теоретических, так и практических. Первая задача решается путём длительных наблюдений, начатых ещё в глубокой древности, а также на основе законов механики, известных уже около 300 лет. Поэтому в этой области астрономии мы располагаем наиболее богатой информацией, особенно для сравнительно близких к Земле небесных тел: Луны, Солнца, планет, астероидов и т. д.

Решение второй задачи стало возможным в связи с появлением спектрального анализа и фотографии. Изучение физических свойств небесных тел началось во второй половине XIX века, а основных проблем — лишь в последние годы.

Третья задача требует накопления наблюдаемого материала. В настоящее время таких данных ещё недостаточно для точного описания процесса происхождения и развития небесных тел и их систем. Поэтому знания в этой области ограничиваются только общими соображениями и рядом более или менее правдоподобных гипотез.

Четвёртая задача является самой масштабной и самой сложной. Практика показывает, что для её решения уже недостаточно существующих физических теорий. Необходимо создание более общей физической теории, способной описывать состояние вещества и физические процессы при предельных значениях плотности, температуры, давления. Для решения этой задачи требуются наблюдательные данные в областях Вселенной, находящихся на расстояниях в несколько миллиардов световых лет. Современные технические возможности не позволяют детально исследовать эти области. Тем не менее, эта задача сейчас является наиболее актуальной и успешно решается астрономами ряда стран, в том числе и России.

4 вариант

1. Самой крупной планетой Солнечной системы является

1) Земля
2) Юпитер
3) Марс
4) Нептун

2. Какая из перечисленных планет не имеет спутника?

1) Марс
2) Земля
3) Меркурий
4) Юпитер

3. Какая планета относится к планетам-карликам?

1) Сатурн
2) Уран
3) Марс
4) Плутон

4. Что не является частью солнечной атмосферы?

1) Корона
2) Хромосфера
3) Фотосфера
4) Зона переноса лучистой энергии

5. На какой стадии эволюции размер звезды сравним с размером планеты?

1) Протозвезда
2) Красный гигант
3) Белый карлик
4) Чёрная дыра

6. Выберите верное утверждение.

А. Галактика Млечный Путь относится к эллиптиче­ским галактикам.
Б. Известная часть скопления галактик называется Вселенной.

1) Только А
2) Только Б
3) И А, и Б
4) Ни А, ни Б

7. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Астрономические открытия

А) Открыт закон всемирного тяготения
Б) Обнаружена атмосфера у Венеры
В) Открыта планета Нептун­

Фамилии ученых

1) И. Галле
2) И. Кеплер
3) М.В. Ломоносов
4) И. Ньютон
5) Н. Коперник

8. Какова скорость удаления галактики, находящейся от нас на расстоянии 250 Мпк? Постоянная Хаббла Н=70 км/(с·Мпк).

9. У поверхности Земли на космонавта действует гравитационная сила 630 Н. Какая гравитационная сила дейст­вует со стороны Земли на того же космонавта в косми­ческом корабле, который с помощью реактивных двигателей удерживается неподвижно относительно Земли на расстоянии двух её радиусов от земной по­верхности?

Ответы на контрольную работу по физике Строение и эволюция Вселенной1 вариант
1-3
2-2
3-2
4-4
5-1
6-2
7-512
8. 280 Мпк
9. В 2,9 раза2 вариант
1-3
2-2
3-3
4-2
5-3
6-4
7-134
8. 16100 км/с
9. 54 R_З3 вариант
1-3
2-1
3-2
4-3
5-2
6-3
7-143
8. 180 Мпк
9. В 11,8 раза4 вариант
1-2
2-3
3-4
4-4
5-3
6-4
7-431
8. 17500 км/с
9. 70 Н

Можно ли продавать и покупать имена звезд.

Разумеется, никто, даже Международный астрономический союз, не обладает официальной монополией на имена звезд: если вы хотите называть Полярную звезду именем своей возлюбленной или тещи, никто вам этого не запретит. Вы можете сообщить это имя своим знакомым, и, если ваша идея им понравится, они вправе называть эту звезду так же, как вы. Однако следует иметь в виду, что астрономы ее так называть не будут. Каким бы благозвучным ни было новое имя, астрономы сохранят традиционное, исходя при этом из чисто практических соображений: они не хотят, подобно географам, постоянно переделывать свои карты сообразно с чьими-то политическими и коммерческими интересами или составлять таблицы идентификации имен одних и тех же объектов, носящих в разных странах разные названия (в географии это чаще всего острова и проливы).

Однако отсутствие ясных правовых норм в отношении названий космических тел вызвало к жизни в 1990-е годы своеобразный бизнес – продажу имен звезд. Он развернулся во многих странах, в том числе в России; некоторые фирмы до сих пор (2001) им занимаются. У них вы можете купить сертификат, удостоверяющий, что определенной звезде (указаны ее координаты и блеск) присвоено имя по вашему выбору. Стоимость этой «услуги» варьируется от нескольких долларов США для самых слабых звезд до нескольких тысяч долларов – для ярких.

Торговля именами звезд приняла сейчас такие масштабы, что Международному астрономическому союзу (МАС) и национальным астрономическим организациям пришлось обратить на это внимание и разместить на своих сайтах в Интернете специальные страницы, посвященныю практике присвоения имен небесным объектам и незаконности торговли ими

Интересные факты о космических телах

Какие космические тела невооруженным глазом видно с Земли?

Звезды— это космические тела, которые излучают в пространство тепло и свет.Почему в ночном небе видны планеты, которые не излучают свет? Все звезды светятся за счет выделения энергии при ядерных реакциях. Полученная энергия используется для сдерживания гравитационных сил и для световых излучений.Но почему холодные космические объекты тоже издают свечение? Планеты, кометы, астероиды не излучают, а отражают звездный свет.

Группа космических тел

Космос наполнен телами разных размеров и форм. Эти объекты по-разному движутся относительно Солнца и других объектов. Для удобства существует определенная классификация. Примеры групп: «Кентавры» — находятся между поясом Койпера и Юпитером, «Вулканоиды» —предположительно между Солнцем и Меркурием, 8 планет системы также разделены на две: внутреннюю (земную) группу и внешнюю (юпитерианскую) группу.

Как называется ближайшее к земле космическое тело?

Как называется обращающееся вокруг планеты небесное тело? Вокруг Земли, согласно силам гравитации, двигается естественный спутник Луна. Некоторые планеты нашей системы также имеют спутники: Марс — 2, Юпитер — 60, Нептун — 14, Уран — 27, Сатурн — 62.Все объекты, подчиненные Солнечной гравитации— часть огромной и такой непостижимой Солнечной системы.

Характеристика планет Солнечной системы

Земная группа планет представлена ближайшими к Солнцу планетами — Меркурием и Венерой. Эти два космических тела Солнечной системы, несмотря на схожесть в физическом строении с нашей планетой, являются враждебной для нас средой. Меркурий — самая маленькая планета нашей звездной системы, ближе всех расположена к Солнцу. Тепло нашей звезды буквально испепеляет поверхность планеты, практически уничтожия на ней атмосферу. Расстояние от поверхности планеты до Солнца составляет 57 910 000 км. По своим размерам, всего 5 тыс. км в диаметре, Меркурий уступает большинству крупных спутников, находящимся во власти Юпитера и Сатурна.

Меркурий

Самая первая планета несется вокруг нашей звезды с огромной скоростью, совершая полный оборот вокруг нашего светила за 88 земных дней. Заметить эту маленькую и шуструю планету на звездном небосводе практически невозможно из-за близкого присутствия солнечного диска. Среди планет земной группы именно на Меркурии наблюдаются самые крупные суточные перепады температур. Тогда как поверхность планеты, обращенная к Солнцу, раскаляется до 700 градусов по Цельсию, обратная сторона планеты погружена во вселенский холод с температурами до -200 градусов.

Следом за Меркурием располагается самая ближайшая к нам планета – Венера. Расстояние от Земли до Венеры составляет 38 млн. км, и она очень схожа на нашу Землю. Планета обладает практически таким же диаметром и массой, немного уступая по этим параметрам нашей планете. Однако во всем остальном, наша соседка в корне отличается от нашего космического дома. Период оборота Венеры вокруг Солнца составляет 116 земных дней, а вокруг собственной оси планета вертится крайне медленно. Средняя температура поверхности вращающейся вокруг своей оси за 224 земных суток Венеры составляет 447 градусов Цельсия.

Поверхность Венеры

Как и ее предшественница, Венера лишена физических условий, способствующих существованию известных форм жизни. Планету окружает плотная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа и азота. И Меркурий, и Венера — единственные из планет Солнечной системы, которые лишены естественных спутников.

Земля

Отступление: Астрофизические параметры нашей планеты хорошо изучены и известны. Земля является крупнейшей и самой плотной планетой из всех других внутренних планет Солнечной системы. Именно здесь сохранились естественные физические условия, при которых возможно существование воды. Наша планета обладает стабильным магнитным полем, удерживающим атмосферу. Земля является самой хорошо изученной планетой. Последующее изучение в основном имеет не только теоретический интерес, но и практический.

Замыкает парад планет земной группы Марс. Последующее изучение этой планеты имеет в основном не только теоретический интерес, но и практический, связанный с освоением человеком внеземных миров. Ученых-астрофизиков привлекает не только относительная близость этой планеты к Земле(в среднем 225 млн. км), но и отсутствие сложных климатических условий. Планета окружена атмосферой, правда пребывающей в крайне разреженном состоянии, располагает собственным магнитным полем и перепады температур на поверхности Марса не столь критические, как на Меркурии и на Венере.

Марс со своими спутниками

Загадочная Вселенная

В ней полно того, что еще до конца не открыто, не изучено. Да и то, что удалось обнаружить, частенько подбрасывает новые вопросы и связанные с ними загадки Вселенной. К ним можно отнести даже всем известную теорию «Большого взрыва». Она является действительно только условной доктриной, поскольку человечество может лишь догадываться о том, как это происходило.

Вторая загадка – возраст Вселенной. Его удается сосчитать приблизительно по уже упомянутому реликтовому излучению, наблюдением за шаровыми скоплениями и прочим объектам. Сегодня учёные сошлись во мнении, что возраст Вселенной приблизительно равен 13,7 миллиарда лет. Еще одна тайна — если жизнь на других планетах? Ведь не только в Солнечной системе возникли подходящие условия, и появилась Земля. И Вселенная, скорее всего, наполнена подобными образованиями.

Взаимодействие с Землей

изображение падения на Землю

Подсчитано, что для
полного уничтожения человеческой цивилизации и глобальных изменений атмосферы и
климата, Земле надо столкнуться с астероидом диаметром всего 3 км.  Крупнейшим ударным кратером на планете
является южноафриканский кратер Вредефорт, чей диаметр составляет 300 км. Он
образовался 2 млрд. лет назад при столкновении Земли с малым небесным телом, не
превышающим 10 км.

Потенциально опасными для
нашей планеты считаются те объекты главного астероидного пояса, которые могут
приблизиться к ней на расстоянии менее 7,5 млн. км. Опасность астероида
оценивают по Туринской шкале от 0 до 10. Нулевая отметка означает крайне низкую
вероятность столкновения и отсутствие ущерба при попадании в атмосферу планеты.
Астероиды, имеющие 10 баллов, неизбежно столкнутся с Землей и вызовут
глобальную катастрофу, ведущую к гибели человечества.

По состоянию на июнь 2018 года все астероиды главного пояса имеют оценку не выше 0 по Туринской шкале. Ранее представляющими некоторую угрозу считались Апофис (4 балла) и  (144898) 2004 VD17 (2 балла), но и их показатели снизились до нуля.

В 21 веке наиболее близко
к Земле приближались:

• 2008 TS2₆ – пролетел над
  планетой на расстоянии 6 тыс. км 9 октября 2008;
• 2004 FU₁₆₂ – приблизился до
  6530 км 31 марта 2004 года;
• 2009 VA – 14 тыс. км 6 ноября 2009 года.

Некоторые астероиды Солнечной системы достигали атмосферы Земли, но они были настолько незначительных размеров, что разрывались, не достигая поверхности планеты, оставляя лишь мелкие обломки.

В феврале 2013 года
астероид размерами около 17 м и весом до 10*106 кг вошел в атмосферу
нашей планеты. Он разорвался на высоте 20 км над Челябинском и окрестностями.
По оценкам разных исследователей мощность взрыва составила от 100 килотонн до
1,5 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Сгорание объекта в земной атмосфере
сопровождалось сильной ударной волной, выбившей большое количество стекол в
близлежащих населенных пунктах. Также столкновение астероида с Землей
спровоцировало землетрясение магнитудой в 4 балла в юго-западных районах
Челябинска.

Падение астероида
Челябинск стало самым крупным происшествием такого рода после столкновения
Земли с Тунгусским метеоритом. Произошло это в 1908 году в районе правого
притока реки Енисей.  Мощность взрыва
составила около 40 мегатонн, что спровоцировало массовый вал деревьев в тайге
на площади более 2 тыс. кв. км.

НАСА финансирует
большинство действующих программ, связанных с космической безопасностью и
защитой Земли от астероидов Солнечной системы. Самые крупные проекты «LINEAR» и
«Pan-STARRS», использующие мощнейшие телескопы, отслеживают до десяти тысяч
малых тел ежегодно. Также обнаружения потенциально опасных космических объектов
ведется с околоземной орбиты благодаря малым спутникам, таким как канадский
«NEOSSat». На финансирование данных проектов у НАСА и других космических
агентств уходит сотни миллионов долларов.

Астероиды в прошлом
Земли

Что произойдет, если с Землей столкнется астероид диаметром больше 10 км? Первым катастрофическим событием будет гигантская ударная волна в атмосфере. Далее тело упадет на поверхность планеты, что закончится  либо невиданным землетрясением, либо цунами высотой в несколько сотен метров. Тепловая волна вызовет лесные пожары по всему земному шару, что спровоцирует выброс в атмосферу огромного количества сажи и копоти. Начнется резкое похолодание из-за того, что загрязненная атмосфера не сможет пропускать солнечные лучи в достаточном количестве. Климат на планете необратимо изменится, а многие живые организмы вымрут.

Одно из таких
столкновений произошло 65 млн. лет назад. На полуострове Юкатан в Мексиканском
заливе сохранилось свидетельство этой катастрофы – ударный кратер Чиксулуб
диаметром 180 км. Крупный космический объект размерами около 10 км привел к
полному вымиранию динозавров на нашей планете. Также падением крупного
астероида некоторые исследователи объясняют массовое пермское вымирание живых
организмов, случившееся 250 млн. лет назад.

Наиболее удалённые объекты

Глубины космоса

Рассматривая самое красивое названия звезд во вселенной, стоит упомянуть про галактики, туманности и другие космические объекты. Итак, среди самых необычных, но привлекательных названий и самих объектов выделяют:

1. Галактику Подсолнух. Это красивейшая система из всех известных человеку. Ее рукава состоят из сине-белых гигантских звезд.
2. Туманность Киля. Этот объект представлен пылью и газами, которые распространились более чем на 300 световых лет. От нас она находится на расстоянии примерно 8000 световых лет.
3. Вестурлунд — это скопление звезд.
4. Песочные часы. Эта туманность ужасает: сделанное телескопом фото больше напоминает огромный глаз в красном свечении. Свое название объект получил из-за необычного расположения газового облака, которое под влиянием звездных ветров в центральной части узкое, а к краям – широкое. Хотя снимок Песочных часов говорит об обратном – глядя на него, кажется, что прямо из глубины Космоса на Землю и другие миры смотрит гигантское око.
5. Метла ведьмы. Она находится на удалении 2100 световых лет от Земли. Вообще эту туманность называют Вуалью, но из-за тонкой и удлиненной формы ее часто называют Метлой ведьмы.
6. Водоворот. На снимках телескопов она выглядит очень красиво, но в ней есть множество тайн – для нее характерно огромное скопление черных дыр.
7. Туманность Кольцо. Такое необычное название получил объект, образовавшийся после взрыва звезды, похожей на наше Солнце. Кольцо – это раскаленные слои газа и остатки атмосферы. Кстати, на снимках Кольцо выглядит как космический глаз, правда он не такой зловещий, как у Песочных часов.
8. Млечный путь.
9. Кошачий глаз. Эта туманность состоит из одиннадцати колец, проявившихся до образования туманности. У объекта неправильная внутренняя структура, которая является результатом быстро движущегося звездного ветра, который будто прорвал оболочку пузыря с двух концов.
10. Омега Центавра. В шаровом скоплении Омеги Центравры около 100 000 звезд. Это уникальная система: красные точки – это красные гиганты, а желтые – звезды, похожие на Солнце. После того как происходит выброс внешнего слоя газообразного водорода, объекты становятся ярко-синими. Все эти оттенки хорошо видны на снимках телескопов.
11. Столпы творения в туманности Орла.
12. Квинтет Стефана – это пять галактик, которые постоянно сражаются между собой, растягивая друг друга, искажая формы, разрывая рукава.
13. Бабочка. То неофициальное, но достаточно точно описывающее название туманности, которая является остатками умирающей звезды. Крылья «бабочки» распахнуты на два световых года. Выброшенные во время взрыва газы ярко светятся, создавая необычный эффект парения бабочки в Космосе.

Современные технологии позволили заглянуть в далекие глубины Космоса, увидеть самые разные объекты, дать им названия. Одним из драматических объектов считается Война и Мир. Это необычная туманность из-за высокой плотности газа образует пузырь вокруг яркого скопления звезд, а затем ультрафиолетовое излучение нагревает газ и выталкивает его наружу, прямо в Космос. Это красивое зрелище выглядит так, будто во Вселенной именно в этом месте звезды и скопления газа воюют за место в открытом пространстве.

Карликовые галактики, содержащие больше звезд, чем огромные галактики

Карликовые галактики — это удивительные космические объекты, которые доказывают нам то, что размер не всегда имеет значение. Астрономы уже проводили исследования, чтобы выяснить скорость формирования звезд в средних и крупных галактиках, однако о крошечных галактиках в этом вопросе до недавнего времени был пробел.

После того как космический телескоп «Хаббл» предоставил инфракрасные данные о карликовых галактиках, за которыми он наблюдал, астрономы были удивлены. Оказалось, что звездообразование в крошечных галактиках происходит гораздо быстрее звездообразования в более крупных галактиках. Удивляет это тем, что в более крупных галактиках содержится больше газа, который требуется для появления звезд. Тем не менее в крошечных галактиках за 150 миллионов лет образуется столько же звезд, сколько образуется в галактиках стандартного и более крупного размеров примерно за 1,3 миллиарда лет тяжелой и интенсивной работы местных гравитационных сил. И что интересно, ученые пока не знают, почему карликовые галактики оказываются настолько плодовитыми.