Движение Марса. Основные параметры
Характеристики движения Марса по орбите и вокруг своей оси имеют много общего с земными. Однако осевое движение Марса более хаотично и неустойчиво, чем движение Земли. Во время движения марсианская ось может хаотично и непредсказуемо наклоняться, это связано с отсутствием массивного спутника, такого как Луна, который регулировал бы и стабилизировал движение планеты под действием силы тяжести. Его спутники Фобос и Деймос незначительны, их влияние на скорость вращения незначительно и в расчетах не учитывается.
Характеристики марсианской орбиты
Марс движется вокруг Солнца по круговой орбите, которая представляет собой не круг, а сложную эллиптическую форму. Орбита Марса в полтора раза дальше от Солнца, чем орбита Земли. Он имеет эллиптическую форму, которая образовалась под действием сил притяжения на него со стороны других планет Солнечной системы. Ученые выяснили, что 1,35 миллиона лет назад его орбита представляла собой почти плоский круг. Эксцентриситет марсианской орбиты (характеристика, показывающая, насколько орбита отклоняется от круга) составляет 0,0934. Его орбита — вторая по эксцентриситету в системе, в первую очередь Меркурий. Для сравнения, эксцентриситет земной орбиты равен 0,017.
Когда планета находится в ближайшей к Солнцу точке — перигелии, радиус ее орбиты составляет 206,7 миллиона километров, при нахождении на максимальном удалении от Солнца — афелии радиус увеличивается до 249,2 миллиона километров. Из-за разницы расстояний меняется количество поступающей на планету солнечной энергии, оно составляет 20-30%, поэтому на Марсе наблюдается широкий диапазон температур.
Одна из основных характеристик — орбитальная скорость. Средняя скорость вращения вокруг Солнца — 24,13 км / с.
Марс находится на большем расстоянии от Солнца, чем Земля, поэтому радиус марсианской орбиты также отличается вверх. Мы уже выяснили, что траектория движения Марса представляет собой вытянутый эллипс, поэтому его радиус непостоянен, среднее расстояние от Солнца составляет 228 миллионов километров.
Каждые 26 месяцев Земля выходит на орбиту Марса. Это связано с разницей в скорости движения планет (Земли — 30 километров в секунду) и меньшим диаметром орбиты. В это время расстояние между планетами минимально, поэтому в этот период удобнее планировать космические миссии по изучению планеты. Это сокращает расходы на топливо и время в пути до 6-8 месяцев, что не так много по космическим меркам.
Осевое вращение
Марс не ограничивается движением только по своей орбите, он также вращается вокруг своей оси. Экваториальная скорость вращения составляет 868,22 км / ч, для сравнения, на Земле она составляет 1674,4 км / ч
День на красной планете длится 24 часа, если вас интересует средний солнечный день, или 24 часа 56 минут и 4 секунды, если вы принимаете во внимание звездный день. Оказывается, красная планета вращается всего на 40 минут медленнее Земли
Вращение обеспечивает не только смену дня и ночи на планете, но и изменяет форму планеты под действием центробежной силы, сплющивая ее от полюсов на 0,3%. Изменение формы не так заметно из-за высокой плотности планеты.
Наклон оси вращения Марса составляет 25,19 °, Земли — 23,5 °. Смена марсианских зимне-весенних сезонов происходит из-за наклона оси вращения и эксцентриситета орбиты. Смена зимнего и летнего сезонов на Марсе происходит в противофазе, то есть когда в одном полушарии начинается летний период, в другом неизменно начинаются зимние холода. Но из-за формы орбиты продолжительность сезонов здесь может быть увеличена, а может быть, и сокращена. Так в Северном полушарии лето и весна длятся 371 сол. Они возникают, когда Марс находится в наиболее удаленной от Солнца области орбиты. Поэтому марсианское лето на севере продолжительное, но прохладное, а на юге — короткое и жаркое. На Земле времена года распределены более равномерно, так как орбита Земли близка к идеальной окружности. Стоит отметить, что Марс вращается вокруг своей оси более хаотично, чем планеты с более массивными спутниками, что в любой момент может повлиять на продолжительность зимне-весеннего сезона.
В 21 веке с помощью современного оборудования изучение движения планет прошло долгий путь, хотя первые свидетельства, подтверждающие изучение марсианского движения, были найдены в Древнем Египте. Еще в древние времена ученые вычисляли траекторию планеты в ночном небе относительно Земли и фиксировали ее ретроградное движение. Но красная планета не спешит раскрывать все свои секреты, до сих пор ученым не известны все параметры движения Марса в космосе. И многие из доступных расчетов необходимо доработать и интегрировать.
Проект окончательного предложения
В окончательном проекте определения (следовательно, третьем), предложенном 24 августа, говорилось:
Иллюстрация окончательного предложения.
Дебаты на пленарном заседании
Голосование по определению состоялось во второй половине дня во время пленарного собрания
После возвращения к предыдущим правилам 15 августа, поскольку определение планет является научным фактом первостепенной важности, каждый отдельный член UAI, присутствовавший на собрании, имел право голоса. Число людей, которые зарегистрировались на собрании во время голосования, составляло 2 411 человек, но из тысячи и нескольких человек, присутствовавших на собрании, только 424 члена решили проголосовать или воздержаться при голосовании по резолюции 6A (ниже).
Исполнительный комитет UAI представил Ассамблее четыре резолюции, каждая из которых касается отдельной части обсуждения определений. Незначительные поправки были доложены на месте для разъяснения.
Физическое разрешение 5A определял себя , как описан выше. Члены подробно обсудили уместность или отсутствие использования термина « исключение соседства» вместо ранее упомянутой ссылки на доминирующий орган , а также значение этого определения для спутников . Постановление было принято практически единогласно.
В документе 5B предпринята попытка изменить приведенное выше определение, вставив слово classic перед словом « планета» в параграфе (1) и сноске на странице . Это свидетельствовало о выборе между набором из трех различных категорий тел (планеты, карликовые планеты и маленькие тела) и установлением скобки для группировки первых двух категорий. В резолюции предлагается последний вариант; он был категорически отклонен, и за него проголосовал всего 91 голос.
Резолюция 6A предложила заявление о Плутоне: Плутон карликовой планеты, как определен выше, и признаются в качестве прототипа новой категории транснептуновых объектов. После небольшого обсуждения грамматики или того, что именно является транснептуновым объектом , Резолюция была одобрена 237 голосами против 157 при 30 воздержавшихся. Таким образом, была формализована новая категория карликовых планет. Его назвали плутоидами, и его определение должно было быть уточнено Исполнительным комитетом UAI 11 июня 2008 года.
Разрешение 6В пытались вставить дополнительное предложение в конце 6Ы заявление: К этой категории следует назвать «Плутон объектами» . Дебатов по этому поводу не было, и в ходе голосования предложенное название было отклонено 186 голосами против 183; предложение о повторном голосовании было отклонено. UAI инициирует процедуру определения названия новой категории.
Буквальное толкование резолюций исключают карликовые планеты от планеты статуса по смыслу пункта (1). Однако использование слова «планета» в этом названии могло вызвать двусмысленность.
Антициклон на Юпитере
В атмосфере Юпитера находятся сотни вихрей, т.е. круглых вращающихся структур. Большинство из них (90%) – это антициклоны. Они могут существовать и несколько дней, и несколько столетий. Это зависит от размера.
Антициклон на Юпитере диаметром от 1 тыс. до 6 тыс. км существует 1-3 года. Их не бывает в районе экватора. Обычно остаются на одной и той же широте, но могут двигаться по долготе. Скорость ветра достигает до 100 м/с.
Кроме обычных антициклонов выделяют 2, непохожих на остальные. Это большое красное пятно (БКП) и овал (ВА). Обычные антициклоны проявляются, как белые овалы, а в структуре этих – красный цвет. Он мог появиться из-за того, что из-за глубин планеты поднималось вещество этого цвета.
До сих пор не понятно, почему они образуются. БКП существует не менее 181 года, возможно, и дольше. Оно очень крупное, в нем бы поместилось 3 наших Земли, но к 2004 году оно стало в 2 раза меньше. Овал ВА похож на БКП, но меньше по размерам, его заметили в 2000 году, он образовался после слияния 3 обычных вихрей, а в 2005 году начал краснеть.
Нептун
Достоверные данные о Нептуне получены «Вояджером-2» в 1989 году.
Верхние слои его атмосферы состоят из водорода (80%), гелия (19%) и
метана (1%). Именно обилием метана объясняется сине-голубое свечение
планеты.
Раз в несколько лет в атмосфере планеты появляются и исчезают тёмные
пятна штормов. Предположительно в центре Нептуна — ледяное ядро, а
мантия состоит из жидкой смеси воды и аммиака. Средняя температура
поверхности — −214°С.
Солнечный свет достигает Нептуна почти за 5 часов, а нептунианский
год равен 165 земным. Полный оборот вокруг своей оси планета делает
довольно быстро — сутки длятся всего 17 часов. Наклон оси Нептуна
близок к земному — 28°.
Размер и масса карликовых планет
Нижний и верхний пределы размера и массы карликовых планет не указаны в решении МАС. Нет строгих ограничений на верхние пределы, и объект больше или массивнее Меркурия с неочищенными окрестностями орбиты может классифицироваться как карликовая планета.
Нижний предел определяется понятием гидростатически равновесной формы, однако размер и масса объекта, который достиг такой формы, неизвестен. Эмпирические наблюдения наводят на мысль, что они могут сильно различаться в зависимости от состава и истории объекта. Первоисточник предварительного решения МАС, определяющего гидростатически равновесную форму, применяется «к объектам с массой более 5·1020 кг и диаметром более 800 км», однако это не вошло в окончательное решение 5A, которое было одобрено.
По мнению некоторых астрономов, новое определение означает прибавление до 45 новых карликовых планет.
Малые тела Солнечной системы
Астероиды
Это небольшие тела, делающие оборот вокруг нашего светила. Чаще всего они не имеют сферическую форму, а выглядят как каменные глыбы. У них отсуствует атмосфера. Астероиды могут иметь спутники. Они не включены в модель солнечной системы.
После орбиты четвертой планеты находится пояс астероидов. Он заканчивается до орбиты пятой планеты — Юпитера. Астероиды — это самые распространенные малые тела солнечной системы. Их размеры могут варьироваться от нескольких метров до сотен километров. Хотя они гораздо меньшие, чем планеты, однако такие тела могут иметь спутники.
Помимо пояса астероидов, есть и другие астероиды. Пути некоторых таких тел пересекаются с орбитой нашей планеты. Однако мы можем не беспокоиться, что движение астероида нарушит расположение планет в Солнечной системе.
Карликовые планеты
Ряд астероидов, которые имеют большую массу и диаметр стали классифицировать как карликовые планеты. Среди них:
- Церера.
- Плутон (раньше считался планетой).
- Эрида (находится за Плутоном).
Кометы
Это небесный светящийся объект с ярко выраженной головой и хвостом. Яркость кометы напрямую зависит от ее расстояния до Солнца.
Комета состоит из следующих частей:
- Ядро. В нем содержится практически весь вес кометы.
- Кома — туманная оболочка, находящаяся вокруг ядра.
- Хвост. Он располагается в обратном от Солнца направлении.
Одна из известных комет — это комета Галлея. Она то приближается к Солнцу, то отдаляется от него. Голова кометы состоит из замерзшей воды, частиц металла и различных соединений. Диаметр ядра этой кометы — 10 км. Период прохождения орбиты (эллипса) — около 75 лет.
Точка на орбите, в которой тело максимально приближено к Звезде называется перигелий, а противоположная (самая дальняя) — афелий.
Метеориты
Это сравнительно небольшие тела, которые падают на поверхность других небесных объектов большей величины. Метеориты могут быть железными, каменными или железно-каменными. На поверхность нашей планеты падает около 2 000 тонн метеоритов в год. Некоторые имеют массу в несколько грамм, а другие — в несколько десятков тонн. К примеру, упавший на Землю в 1908 году Тунгусский метеорит, повалил сотни гектаров леса.
Исследования нашей Солнечной системы будет продолжаться еще много лет, поэтому наверняка в будущем нам будут становиться известными все новые факты и сведения о планетах, кометах, астероидах и других космических телах.
Характеристика карликовых планет
Плутон – самый известный член нашей «пятерки», был открыт в 1930 году и первоначально входил в число планет Солнечной системе под девятым номером. Это самое большое небесное тело по размеру и второе по массе. На поверхности карликовой планеты Солнечной системы есть большие равнины, ледники и горы из азотного и водяного льда, в том числе ледник отчетливой формы, напоминающий левое полушарие сердца.
Масса Плутона составляет всего 0,2% массы Земли. Несмотря на свои небольшие размеры, у Плутона есть пять известных собственных лун: Харон, Никс, Гидра, Керберос и Стикс.
Эрида – обнаружена в 2003 году, примерно на 27% больше Плутона по массе, и первоначально считалось, что она больше и по размеру. Позже размер Эриды был уточнен и стал немного меньше в диаметре, чем у Плутона.
Орбита Эриды еще более эксцентрична, чем орбита Плутона, на прохождение вокруг Солнца уходит 557 лет. Космический объект получила свое название в 2005 году в знак разногласий, вызванных ее открытием – Эрис – древнегреческая богиня раздора.
Церера, первая из когда-либо открытых карликовых планет, была идентифицирована в 1801 году и первоначально была классифицирована как астероид. Церера обращается вокруг Солнца за 4,6 года. Считается, что значительный процент массы Цереры приходится на подповерхностный океан жидкой воды.
Хаумеа обнаружена в 2003 году и не имеет типичной сфероидной формы, как другие четыре карликовые планеты. Ее формы вытянута, похожа на мяч для регби. Вероятно, это связано с ее невероятно быстрым вращением вокруг своей оси, для завершения одного оборота которого требуется всего 3,9 часа.
Самое последнее открытое космическое тело, Макемаке, названная в честь бога-создателя народа Рапа Нуи острова Пасхи, была обнаружена в 2005 году. Макемаке представляет собой ледяной каменный шар, вероятно, похожий по составу на своего соседа Плутона, и имеет красноватый цвет. Для того, чтобы обернуться вокруг Солнца, сфере требуется около 306 лет.
Меркурий
Меркурий – планета Солнечной системы, ближайшая к Солнцу и вращается она так быстро, что древние цивилизации считали, что это две совершенно разные звезды, появляющиеся днём и вечером. После того, как Плутон стал карликовой планетой, Меркурий стал считаться самой маленькой планетой из восьми. По размерам Меркурий больше Луны, но ненамного. Это единственная планета, у которой нет естественных спутников, а сутки приравниваются к 176 суткам на Земле. Удивляет разница температур в течение суток, днём показатель растёт до 480°С, а ночью опускается до минус 167°С. Атмосферы на поверхности нет, поэтому планета не способна сохранять тепло, и в тени температура может быть заметно ниже, но на полюсах все же образовываются облака.
А еще советуем прочитать:Самые большие планеты Вселенной
На поверхности планеты есть некоторые особенности:
- Большое количество ударных кратеров, которые образовывались на протяжении многих миллиардов лет;
- Между кратерами есть равнины, которые предположительно были созданы в результате движения потоков лавы в далеком прошлом;
- Наличие скал, которые разбросаны по всей поверхности Меркурия и протянулись на несколько тысяч километров в длину.
В Солнечной системе Меркурия является самой маленькой планетой и в то же время это одна из немногих планет, которую можно увидеть на ясном ночном небе невооруженным глазом. Всего таких планет пять.
1 год на Меркурии равен 88 земным суткам
Венера
Венера — вторая планета от Солнца и ближайшая к Земле. Венеру иногда
называют «близнецом» нашей планеты: её размеры и масса очень близки
к земным. Однако на этом сходство заканчивается.
Венера окутана очень плотным слоем облаков, за которыми невозможно
разглядеть поверхность. Из-за парникового эффекта она нагревается до
480°C — абсолютный рекорд для солнечной системы. Облака проливаются
кислотными дождями и пропускают только 40% солнечного света, поэтому
на планете царит вечный сумрак.
День на Венере длится дольше, чем на любой другой планете — около
243 земных суток. Продолжительность года чуть уступает дню — 225
земных суток. Как и на Меркурии, сезонов на Венере нет.
Облака Венеры хорошо отражают солнечный свет, поэтому на земном небе
планета светится ярче других. Возможно, именно поэтому древние
римляне связали её с богиней красоты и любви. Примечательно, что
Венера — одна из двух планет солнечной системы, вращающихся вокруг
оси по часовой стрелке.
Новая самая маленькая планета во Вселенной
Учёным удалось обнаружить планету, которая впоследствии была признана самой маленькой, случилось это в 2013 году. Выяснилось, что по размерам она меньше чем Меркурий и находится в три раза ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. На ее поверхности царят высокие температуры, доходящие до 425°С. Ученые дали ей название Kepler-37b.
К сожалению, пока мало точных данных о размере новой планеты, известно, что по своим габаритам она немногим больше, чем наша Луна. По предположению астрологов состоит она из камня. Трудности изучения заключаются в том, что приборам на Земле мешает атмосфера.
Интересен способ обнаружения больших и маленьких планет. Астрологи долгое время наблюдают за той или иной звездой и ждут момента, когда свет от неё померкнет. Это означает, что между наблюдаемой звездой и землей прошло какое-то тело, называемое планетой. Однако с помощью такого метода легче определить, какие планеты являются самыми большими, ведь большинство таких планет намного были больше Земли и по размерам больше сопоставимы с Юпитером.
Затемнение, которое дал Kepler-37b, было очень трудно заметить, но все же ученые сделали новое открытие
На протяжении многих лет ученые делают предположения о том, что находится за пределами Солнечной системы. Благодаря новейшим разработкам и оборудованию было сделано много открытий, которые позволили узнать больше о Вселенной в целом. В настоящее время невозможно сказать, сколько планет в общем существует во Вселенной. Галактика насчитывает в себе сотни триллионов планет, разных размеров и имеющие различные особенности. Из этого невероятного количества изучено мало объектов. Вполне возможно, что в скором времени ученые откроют новую планету, которая окажется еще меньше приведенных в нашей статье.
Орбиты планет Солнечной системы. Структура
Орбиты объектов Солнечной системы, в масштабе (по часовой стрелке, начиная с верхней левой части)
Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. В то же время кометы и объекты пояса Койпера часто обладают большими углами наклона к этой плоскости.
Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.
Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически «лёжа на боку» (наклон оси около 90°). Для наглядной демонстрации вращения используется специальный прибор — теллурий.
Многие модели Солнечной системы условно показывают орбиты планет через равные промежутки, однако в действительности, за малым исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между её орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а. е. дальше от Солнца, чем Меркурий, в то время как Сатурн на 4,3 а. е. дальше Юпитера, а Нептун на 10,5 а. е. дальше Урана. Были попытки вывести корреляции между орбитальными расстояниями (например, правило Тициуса — Боде), но ни одна из теорий не стала общепринятой.
Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У более близких к Солнцу объектов (с меньшей большой полуосью) больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение его года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая — афелий. Каждый объект движется быстрее всего в своём перигелии и медленнее всего в афелии. Орбиты планет близки к кругу, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.
Большинство планет Солнечной системы обладают собственными подчинёнными системами. Многие окружены спутниками, некоторые из спутников по размеру превосходят Меркурий. Большинство крупных спутников находятся в синхронном вращении, одна их сторона постоянно обращена к планете. Четыре крупнейшие планеты — газовые гиганты — обладают также кольцами, тонкими полосами крошечных частиц, обращающимися по очень близким орбитам практически в унисон.
Терминология
Иногда Солнечную систему разделяют на регионы. Внутренняя часть Солнечной системы включает четыре планеты земной группы и пояс астероидов. Внешняя часть начинается за пределами пояса астероидов и включает четыре газовых гиганта. После открытия пояса Койпера наиболее удалённой частью Солнечной системы считают регион, состоящий из объектов, расположенных дальше Нептуна.
Все объекты Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца, официально делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы. Планета — любое тело на орбите вокруг Солнца, оказавшееся достаточно массивным, чтобы приобрести сферическую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей. Согласно этому определению в Солнечной системе имеется восемь известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон не соответствует этому определению, поскольку не очистил свою орбиту от окружающих объектов пояса Койпера. Карликовая планета — небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца, которое достаточно массивно, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать близкую к округлой форму, но которое не очистило пространство своей орбиты от планетезималей и не является спутником планеты. По этому определению у Солнечной системы имеется пять признанных карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. В будущем другие объекты могут быть классифицированы как карликовые планеты, например, Седна, Орк и Квавар. Карликовые планеты, чьи орбиты находятся в регионе транснептуновых объектов, называют плутоидами. Оставшиеся объекты, обращающиеся вокруг Солнца, — малые тела Солнечной системы.