入り口太陽は太陽であり、太陽系の中心天体であり、熱いプラズマボールであり、星の中のスペクトルクラスの典型的な矮星であり、太陽は大きさと明るさの点で平均的な位置を占めています。 太陽系探査機による太陽探査
1. 太陽系の中心天体に名前を付けます。
2. 太陽には何が見えますか?
3. 太陽は死ぬのか?
太陽 -重量 = 1.99 * 10 30 kg。
直径 = 1,392,000 km。
絶対等級 = +4.8
スペクトルクラス = G2
表面温度 = 5800°K
軸の周りの自転周期 = 25 時間 (極) - 35 時間 (赤道)
銀河中心の周りの公転周期 = 2億年
銀河の中心までの距離 = 25000 光。 年
銀河の中心の周りの移動速度 = 230 km/秒。
太陽 - 中央で最大の本体太陽系、真っ赤な
典型的な矮星のプラズマボール。 太陽の化学組成は、太陽が次のもので構成されていると決定しました。水素とヘリウム、 他の元素は0.1%未満。
太陽エネルギーの源は、毎秒6億トンの速度で水素をヘリウムに変換する反応です。 同時に、太陽の中心部では光と熱が放出されます。 中心部の温度は1500万度に達します。
つまり、太陽は発光ガスからなる高温回転球です。 太陽の半径は69万6千kmです。 太陽の直径 :
1,392,000 km (地球の直径 109 個分)。
太陽大気（彩層と太陽コロナ）は非常に活発で、その中でフレア、プロミネンス、太陽風（コロナ物質の惑星間空間への絶え間ない流出）などのさまざまな現象が観察されます。
プロミネンス (ラテン語の protubero うねりに由来)、長さは数十万キロメートルにも達する巨大な太陽コロナの高温ガスの舌で、周囲のコロナプラズマより密度が高く、温度が低い。 太陽の円盤上では、それらは暗いフィラメントの形で観察され、その縁では明るい雲、アーチ、またはジェットの形で観察されます。 その温度は最大4000度に達することがあります。
ソーラーフラッシュ、太陽活動の最も強力な現れであり、太陽のコロナと彩層における磁場エネルギーの突然の局所的放出です。 太陽フレアの間、彩層の明るさの増加 (8 ～ 10 分)、電子、陽子、重イオンの加速、X 線と電波の放射が観察されます。
黒点、太陽の光球の地層は細孔から発達し、直径は20万kmに達し、平均して10〜20日存在します。 黒点の温度は光球の温度よりも低いため、黒点は光球よりも 2 ～ 5 倍暗いです。 黒点は強い磁場によって特徴付けられます。
太陽の回転地軸を中心に、地球と同じ方向（西から東）に起こり、地球に対する 1 回の公転には 27.275 日（公転周期）、恒星に対する 1 回の公転周期には 25.38 日（恒星公転周期）かかります。
エクリプス太陽と月は、地球が影に落ちるときに発生します。
月によって投影される（日食）、または月が地球の影に落ちるとき
（月食）。
皆既日食の継続時間は7.5分を超えません。
部分的 (大きな段階) 2 時間 月の影は約 1000 メートルの速度で地球を横切って滑ります。 1km/秒、
最大 15,000 km の距離をカバーし、その直径は約 300 mm です。 270キロ。 皆既月食は最大1時間45分続くことがあります。 日食は、6585 1/3 日の期間後に特定の順序で繰り返されます。 日食は年間 7 回までです (そのうち月食は 3 回まで)。
太陽大気の活動は 11 年周期で周期的に繰り返されます。
太陽は地球の主なエネルギー源であり、地球上のすべてのプロセスに影響を与えます。 地球は太陽から適度な距離に位置しているため、生命は地球上で保存されています。 太陽の放射は生物にとって適した条件を作り出します。 私たちの惑星がもっと近ければ、暑すぎるでしょうし、その逆もまた然りです。
したがって、金星の表面はほぼ500度に加熱され、大気圧が非常に高いため、そこで生命を見つけることはほとんど不可能です。 火星は太陽から遠く離れており、人間にとっては寒すぎるため、一時的に気温が16度まで上昇することもあります。 通常、この惑星では激しい霜が降り、その間には火星の大気を構成する二酸化炭素さえも凍ってしまいます。
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太陽はいつまで続くのでしょうか？
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宇宙（宇宙）- これは私たちの周りの世界全体であり、時間と空間が無限であり、永遠に動く物質が取る形態は無限に変化します。 宇宙の無限性は、晴れた夜に、空に数十億の異なるサイズの光のちらつきがあり、遠くの世界を表現していることで部分的に想像することができます。 宇宙の最も遠いところから秒速30万kmの光線が届き、約100億年かけて地球に到達します。
科学者によると、宇宙は170億年前の「ビッグバン」の結果として形成されました。
それは星、惑星、宇宙塵、その他の宇宙体の集団で構成されています。 これらの天体は、衛星を備えた惑星 (太陽系など)、銀河、メタ銀河 (銀河団) などの系を形成します。
銀河(後期ギリシャ語 ガラクティコス- ミルキー、ミルキー、ギリシャ語から ガラ- ミルク) は、多くの星、星団と星団、ガス星雲と塵星雲、そして星間空間に散在する個々の原子と粒子で構成される広大な星系です。
宇宙にはさまざまな大きさや形の銀河がたくさんあります。
地球から見えるすべての星は天の川銀河の一部です。 晴れた夜にはほとんどの星が白っぽくぼやけた縞模様の天の川の形で見えることからその名前が付けられました。
天の川銀河には合計で約 1,000 億個の星が含まれています。
私たちの銀河は常に回転しています。 宇宙での移動速度は時速150万kmです。 私たちの銀河を北極から見ると、回転は時計回りに起こります。 太陽とそれに最も近い星々は、2億年ごとに銀河の中心の周りを公転します。 この期間は次のように考えられます。 銀河系の年。
天の川銀河と大きさと形が似ているのは、私たちの銀河系から約 200 万光年の距離にあるアンドロメダ銀河、またはアンドロメダ星雲です。 光年— 光が1年に移動する距離、ほぼ10 13 kmに相当します（光の速度は300,000 km/s）。
星、惑星、その他の天体の動きと位置の研究を視覚化するために、天球の概念が使用されます。
米。 1. 天球の主線
天球は任意に大きな半径をもつ想像上の球であり、その中心に観察者が位置します。 星、太陽、月、惑星が天球に投影されます。
天球上の最も重要な線は、鉛直線、天頂、天底、天の赤道、黄道、天の子午線などです (図 1)。
鉛直線- 天球の中心を通り、観測場所の鉛直線の方向と一致する直線。 地球の表面にいる観測者にとって、鉛直線は地球の中心と観測点を通過します。
鉛直線は 2 点で天球の表面と交差します。 天頂、観察者の頭上、そして ナディレ -正反対の点。
面が鉛直線に垂直な天球の大円は、と呼ばれます。 数学的な地平線。これは、天球の表面を 2 つの半分に分割します。頂点が天頂にある観察者に見える部分と、頂点が天底にある目に見えない部分です。
天球が自転する直径は 軸ムンディ。それは2つの点で天球の表面と交差します - 世界の北極そして 世界の南極。天球を外側から見て時計回りに回転するのが北極です。
平面が世界の地軸に垂直な天球の大円は、と呼ばれます。 天の赤道。天球の表面を 2 つの半球に分割します。 北部、その頂上は天の北極にあり、 南方の、その頂点は天の南極にあります。
面が鉛直線と世界の軸を通過する天球の大円は、天の子午線です。 天球の表面を 2 つの半球に分割します。 東部そして 西洋。
天の子午線の平面と数学的な地平線の平面の交線 - お昼の行列。
黄道(ギリシャ語より エキイプシス- 日食）は、太陽、より正確にはその中心の目に見える年周運動がそれに沿って起こる天球の大きな円です。
黄道面は天の赤道面に対して 23°26"21" の角度で傾いています。
空の星の位置を覚えやすくするために、古代の人々は、それらの中で最も明るいものを組み合わせるというアイデアを思いつきました。 星座。
現在、神話の登場人物（ヘラクレス、ペガサスなど）、黄道十二宮（おうし座、うお座、かに座など）、天体（天秤座、こと座など）の名前が付けられた88の星座が知られています（図2）。 。
米。 2. 夏と秋の星座
銀河の起源。 太陽系とその個々の惑星は、依然として未解決の自然の謎のままです。 いくつかの仮説があります。 現在、私たちの銀河は水素からなるガス雲から形成されたと考えられています。 銀河進化の初期段階で、最初の星は星間ガス塵媒体から形成され、46 億年前に太陽系が形成されました。
太陽系の構成
中心天体が形成されながら太陽の周りを移動する天体の集合 太陽系。天の川銀河のほぼ郊外に位置しています。 太陽系は銀河の中心の周りを回転しています。 その移動速度は約220km/sです。 この動きは白鳥座の方向に起こります。
太陽系の構成は図のような簡略図で表すことができます。 3.
太陽系の物質の質量の 99.9% 以上が太陽に由来し、その他の元素から由来するのはわずか 0.1% です。
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I. カント (1775) - P. ラプラス (1796) の仮説 |
D.ジーンズの仮説（20世紀初頭） |
学者 O.P. シュミットの仮説 (20 世紀の 40 年代) |
V. G. Fesenkovによるアカレミック仮説（20世紀の30年代） |
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惑星はガスと塵の物質（熱い星雲の形）から形成されました。 冷却には圧縮と一部の軸の回転速度の増加が伴います。 星雲の赤道にリングが現れました。 リングの物質は高温の物体に集まり、徐々に冷却されます |
かつて、より大きな星が太陽のそばを通過し、その重力によって太陽から熱い物質（プロミネンス）の流れが引き出されました。 凝縮が形成され、そこから後に惑星が形成されました。 |
太陽の周りを回転するガスと塵の雲は、粒子の衝突とその運動の結果として固体の形をとったはずです。 粒子が結合して凝縮物が形成されました。 凝結による小さな粒子の引力は、周囲の物質の成長に寄与したはずです。 凝結の軌道はほぼ円形になり、ほぼ同一平面上にあるはずです。 凝縮物は惑星の胚であり、軌道の間の空間からほぼすべての物質を吸収しました |
太陽自体は回転する雲から生じ、惑星はこの雲の二次凝縮から現れました。 さらに、太陽は大幅に減少し、現在の状態まで冷却されました。 |
米。 3. 太陽系の構成
太陽
太陽- これは星、巨大な熱いボールです。 その直径は地球の直径の109倍、質量は地球の質量の33万倍ですが、平均密度は低く、水の密度のわずか1.4倍です。 太陽は銀河の中心から約26,000光年の距離にあり、その周りを公転し、約2億2,500万〜2億5,000万年で1回転します。 太陽の公転速度は 217 km/s なので、地球年 1,400 年ごとに 1 光年進みます。
米。 4. 太陽の化学組成
太陽にかかる圧力は、地球の表面の圧力の 2,000 億倍です。 太陽物質の密度と圧力は深部になるほど急速に増加します。 圧力の増加は、上にあるすべての層の重量によって説明されます。 太陽の表面の温度は 6000 K、内部は 1350 万 K です。太陽のような星の固有の寿命は 100 億年です。
表 1. 太陽に関する一般情報
太陽の化学組成は他のほとんどの星の化学組成とほぼ同じです。約 75% が水素、25% がヘリウム、その他すべての化学元素 (炭素、酸素、窒素など) は 1% 未満です (図 1)。 4）。
太陽の中心部の半径約15万kmを太陽といいます。 芯。ここは核反応ゾーンです。 ここでの物質の密度は水の密度の約 150 倍です。 温度は 1,000 万 K (ケルビンスケールで、摂氏 1 °C = K - 273.1) を超えます (図 5)。
コアの上、その中心から太陽半径約 0.2 ～ 0.7 の距離にあるのは、 放射エネルギー伝達ゾーン。ここでのエネルギー伝達は、粒子の個々の層による光子の吸収と放出によって実行されます（図5を参照）。
米。 5. 太陽の構造
光子(ギリシャ語より フォス- 光）、光の速度でのみ存在できる素粒子。
太陽の表面に近づくと、プラズマの渦混合が発生し、エネルギーが表面に伝達されます。
主に物質自体の動きによって。 このエネルギー伝達方法はと呼ばれます 対流、そしてそれが起こる太陽の層は 対流帯。この層の厚さは約20万kmです。
対流帯の上には太陽大気があり、常に変動しています。 長さ数千キロメートルの垂直波と水平波がここに伝播します。 振動は約 5 分間の周期で発生します。
太陽の大気の内層はと呼ばれます 光球。軽い泡で構成されています。 これ 顆粒。それらのサイズは小さく、1000〜2000 km、それらの間の距離は300〜600 kmです。 太陽上では約100万個の粒子が同時に観察され、それぞれの粒子は数分間存在します。 顆粒は暗い空間に囲まれています。 物質が顆粒内で上昇すると、その周囲では下降します。 顆粒は、白斑、黒点、プロミネンスなどの大規模な地層を観察できる一般的な背景を作成します。
黒点- 太陽の暗い領域。その温度は周囲の空間よりも低い。
ソーラートーチ黒点の周りの明るい領域と呼ばれます。
プロミネンス(緯度から。 突起ベロ- 膨張） - 相対的に冷たい（周囲の温度と比較して）物質が高密度に凝縮し、磁場によって上昇し、太陽の表面上に保持されます。 太陽の磁場の発生は、太陽の異なる層が異なる速度で回転するという事実によって引き起こされる可能性があります。内部の部分はより速く回転します。 コアは特に速く回転します。
プロミネンス、黒点、白斑だけが太陽活動の例ではありません。 磁気嵐や爆発も含まれます。 点滅します。
光球の上には、 彩層- 太陽の外殻。 太陽大気のこの部分の名前の由来は、その赤みがかった色に由来しています。 彩層の厚さは1万～1万5千kmで、物質の密度は光球の数十万分の1です。 彩層の温度は急速に上昇しており、上層では数万度に達しています。 彩層の端には、 棘、圧縮された発光ガスの細長い柱を表します。 これらのジェットの温度は光球の温度よりも高くなります。 針状体はまず彩層下部から 5,000 ～ 10,000 km まで上昇し、その後下降してそこで消えます。 これらすべては約 20,000 m/s の速度で起こります。 スピクラの寿命は5〜10分です。 太陽上に同時に存在するスピキュラーの数は約100万個です（図6）。
米。 6. 太陽の外層の構造
彩層を取り囲む 太陽コロナ- 太陽の大気の外層。
太陽が放出するエネルギーの総量は 3.86 です。 1026 W ですが、このエネルギーのうち地球が受け取るのは 20 億分の 1 だけです。
日射量には次のものが含まれます 微粒子そして 電磁放射。粒子基本放射線～これは陽子と中性子からなるプラズマの流れ、つまり～ 晴れた風、それは地球近傍の宇宙に到達し、地球の磁気圏全体の周りを流れます。 電磁放射- これは太陽の放射エネルギーです。 それは直接放射および拡散放射の形で地表に到達し、地球上の熱体制をもたらします。
19世紀半ば。 スイスの天文学者 ルドルフ・ウルフ(1816-1893) (図 7) は、ウルフ数として世界中で知られている太陽活動の定量的な指標を計算しました。 前世紀半ばまでに蓄積された黒点の観測結果を処理したウルフは、太陽活動の平均 1 年周期を確立することができました。 実際、ウルフ数の最大値または最小値の年の間隔は 7 年から 17 年の範囲にあります。 11 年周期と同時に、太陽活動の永年周期、より正確には 80 ～ 90 年周期が発生します。 それらが互いに無秩序に重なり合うと、地球の地理的な殻の中で起こるプロセスに顕著な変化が生じます。
多くの地上現象と太陽活動の密接な関係は、1936 年に A.L. チジェフスキー (1897-1964) によって指摘されました (図 8)。彼は、地球上の物理的および化学的プロセスの圧倒的大部分は、太陽活動の影響の結果であると書きました。宇宙の力。 彼はまた、次のような科学の創始者の一人でもありました。 ヘリオ生物学(ギリシャ語より ヘリオス- 太陽）、地球の地理的エンベロープの生物に対する太陽の影響を研究しています。
太陽活動に応じて、磁気嵐、オーロラの頻度、紫外線の量、雷雨活動の強さ、気温、気圧、降水量、湖、川、地下水の水位、塩分濃度や海の活動など。
人間と同様に、植物や動物の一生は太陽の周期的な活動と関連しています（太陽周期と植物の成長期の長さ、鳥、げっ歯類などの繁殖と移動には相関関係があります）。 （病気）。
現在、太陽と地球のプロセスの間の関係は、人工地球衛星を使用して研究され続けています。
地球型惑星
太陽に加えて、惑星も太陽系の一部として区別されます（図9）。
大きさ、地理的特徴、化学組成に基づいて、惑星は 2 つのグループに分類されます。 地球型惑星そして 巨大な惑星。地球型惑星には、およびが含まれます。 それらについてはこのサブセクションで説明します。
米。 9. 太陽系の惑星
地球- 太陽から3番目の惑星。 これについては別のサブセクションで説明します。
要約しましょう。惑星の物質の密度、およびそのサイズと質量を考慮すると、太陽系内の惑星の位置によって異なります。 どうやって
惑星が太陽に近づくほど、物質の平均密度は高くなります。 たとえば、水星の場合は 5.42 g/cm3、金星 - 5.25、地球 - 5.25、火星 - 3.97 g/cm3 です。
地球型惑星 (水星、金星、地球、火星) の一般的な特徴は主に次のとおりです。1) サイズが比較的小さい。 2) 地表の高温、3) 惑星物質の高密度。 これらの惑星は自転軸を中心に比較的ゆっくりと回転し、衛星がほとんどまたはまったくありません。 地球型惑星の構造には、4 つの主な殻があります。1) 高密度の核。 2）それを覆う外套。 3）樹皮を剥ぐ。 4) 軽いガス - 水シェル (水星を除く)。 これらの惑星の表面には地殻活動の痕跡が発見されました。
巨大惑星
それでは、私たちの太陽系の一部でもある巨大な惑星について知りましょう。 これ 、 。
巨大惑星には次の一般的な特徴があります: 1) 大きさと質量が大きい。 2) 軸の周りを素早く回転します。 3) リングと多くの衛星がある。 4) 大気は主に水素とヘリウムで構成されています。 5) 中心には金属とケイ酸塩の熱いコアがあります。
また、以下の点でも特徴があります。 1) 表面温度が低い。 2) 惑星物質の密度が低い。
太陽系
太陽系の中心天体は太陽であり、スペクトル クラス G2V の主系列星、黄色矮星です。 系の総質量の圧倒的大部分 (約 99.866%) が太陽に集中しており、その重力によって太陽系に属する惑星やその他の天体が保持されています。 4 つの最大の天体である巨大ガス惑星は、残りの質量の 99% を占めます (木星と土星が大部分を占め、約 90% を占めます)。
太陽系本体の大きさの比較
太陽系で太陽に次いで大きな物体は惑星です
太陽系は 8 つの惑星で構成されています。 水星, 金星, 地球, 火星, 木星, 土星, 天王星そして ネプチューン（太陽からの距離が近い順に記載しています）。これらすべての惑星の軌道は同じ平面上にあり、それはと呼ばれます 黄道面.
太陽系の惑星の相対位置
1930 年から 2006 年の期間、太陽系には 9 つの惑星があると考えられていました。リストされている 8 つに、惑星も追加されました。 冥王星。 しかし、2006 年の国際天文学連合会議で、惑星の定義が採用されました。 この定義によれば、惑星とは次の 3 つの条件を同時に満たす天体です。
· 太陽の周りを楕円軌道で公転します（つまり、惑星の衛星は惑星ではありません）
· 球形に近い形状を与えるのに十分な重力を持っています（つまり、ほとんどの小惑星は惑星ではありません。小惑星は太陽の周りを公転していますが、球形ではありません）。
· は 重力支配物質その軌道上にあります（つまり、特定の惑星以外に、同じ軌道上に匹敵する天体はありません）。
冥王星と多くの小惑星 (セレス、ベスタなど) は最初の 2 つの条件を満たしていますが、3 番目の条件を満たしていません。 このようなオブジェクトは次のように分類されます。 準惑星。 2014 年の時点で、太陽系にはケレス、冥王星、ハウメア、マケマケ、エリスの 5 つの準惑星があります。 おそらく将来的には、Vesta、Sedna、Orcus、Quaoar も含まれるようになるでしょう。 恒星、惑星、準惑星以外の太陽系の他のすべての天体は、太陽系小天体（惑星衛星、小惑星、惑星、カイパーベルト天体、オールト雲）と呼ばれます。
太陽系内の距離は通常、次の単位で測定されます。 天文単位(A .e。）。 天文単位は、地球から太陽 (正確に言えば、地球の軌道の長半径) までの距離であり、149.6 に相当します。 百万 km（約1億5000万km）。
太陽系の最も重要な天体について簡単に話しましょう（来年、それぞれについてさらに詳しく研究します）。
水星 -太陽に最も近い惑星 (太陽から 0.4 天文単位)、および最小の質量を持つ惑星 (地球の質量 0.055)。 水星は太陽に近いため、地球から観察するのが非常に難しいため、最も研究されていない惑星の 1 つです。 水星の凹凸は月の凹凸に似ており、衝突クレーターが多数あります。 その表面のレリーフの特徴的な詳細は、衝突クレーターに加えて、数百キロメートルにわたって延びる多数のローブ状の棚です。 水星の表面の天体には、通常、文化的および芸術的人物の名前が付けられています。
高い確率で、水星は月が地球に向かうのと同じように、常に片面を太陽に向けています。 水星も月が地球の近くにあるように、かつては金星の衛星だったが、その後太陽の重力によって引きちぎられたという仮説がありますが、これについては確証はありません。
金星- 太陽から遠く離れた太陽系の 2 番目の惑星。 大きさも重力も地球よりもそれほど小さいわけではありません。 金星は常に濃い大気で覆われており、その表面は見えません。 衛星はありません。 この惑星の特徴は、恐ろしく高い大気圧 (地球の 100 気圧) と、摂氏 400 ～ 500 度に達する表面温度です。 金星は、太陽を除けば、太陽系で最も熱い天体であると考えられています。 どうやら、そのような高温は、太陽に近いというよりも、主に二酸化炭素からなる大気が宇宙に惑星の赤外線（熱）放射を放出しない温室効果によって説明されているようです。
地球の空で、金星は（太陽と月に次いで）最も明るい天体です。 天球上では、太陽から 48 度以上離れることができないため、夕方には常に西に、朝には東に観測されます。そのため、金星は「明けの明星」と呼ばれることがあります。 。
地球- 私たちの惑星、酸素大気と水圏を持つ唯一の惑星であり、これまでのところ生命が発見された唯一の惑星です。 地球には大きな衛星が 1 つあります - 月、38万kmの距離に位置します。 地球の周り (地球の直径 27 倍)、1 か月の周期で地球の周りを回転します。 月の質量は地球の 81 分の 1 です (これは、太陽系の惑星のすべての衛星の中で最も小さい差であり、そのため地球/月系は二重惑星と呼ばれることもあります)。 月の表面の重力は地球の6分の1です。 月には大気がありません。
火星- 太陽系の第4惑星で、太陽から1.52aの距離にあります。 .e。 そしてその大きさは地球よりもかなり小さい。 この惑星は酸化鉄の層で覆われているため、その表面は地球からも見える独特のオレンジがかった赤色をしています。 血の色を彷彿とさせるこの色のため、この惑星は古代ローマの戦いの神であるマルスに敬意を表してその名前が付けられました。
興味深いのは、火星の 1 日の長さ (火星の自転の周期) が地球の 1 日の長さとほぼ同じで、23.5 時間であることです。 火星の自転軸は地球と同様、黄道面に傾いているため、季節の変化もあります。 火星の極には「極冠」がありますが、これは水の氷ではなく二酸化炭素で構成されています。 火星の大気は弱く、主に二酸化炭素で構成されており、その圧力は地球の約 1% ですが、定期的に強い砂嵐が発生するのには十分です。火星の表面温度は、赤道付近の夏の日には摂氏プラス 20 度から変化することがあります。火星にはかつて水があり (干上がった河床や湖があります)、そしておそらく酸素の大気と生命が存在したという多くの証拠があります (証拠はまだ受け取られていない）。
火星にはフォボスとダイモスという 2 つの衛星があります (これらの名前はギリシャ語から翻訳され、「恐怖」と「ホラー」を意味します)。
これら 4 つの惑星、水星、金星、地球、火星は総称して「」と呼ばれます。 地球型惑星」 それらは、第一にその比較的小さいサイズ（地球がその中で最大である）によって、そして第二に固体表面と固体ケイ酸鉄コアの存在によって、それに続く巨大惑星と区別される。
地球型惑星と準惑星の大きさの比較
金星、地球、火星が象徴しているという共通の信念があります 3つの異なるステージこのタイプの惑星の開発。 金星は発展の初期段階にある地球のモデルであり、火星はいつか数十億年後に地球が誕生するかもしれない地球のモデルです。 また、金星と火星は、地球との関係で、気候形成の正反対の 2 つのケースを表しています。金星では、気候形成への主な寄与は大気の流れによって行われますが、火星では、大気が薄いため、弱い太陽放射が主な役割を果たします。 。 これら 3 つの惑星を比較することで、とりわけ、気候形成の法則についての知識が深まり、地球上の天気を予測できるようになります。
火星が来た後 小惑星帯。 その発見の歴史を思い出してみると興味深いです。 1766年、ドイツの天文学者で数学者のヨハン・ティティウスは、惑星の太陽周回軌道の半径の増加における単純なパターンを発見したと述べた。 彼はシーケンス 0、3、6、12、... から始めました。このシーケンスでは、後続の各項は前の項を 2 倍することによって形成されます (3 から始まります。つまり、3 ∙ 2n、n = 0、1、2、 3, ...) を計算し、シーケンスの各メンバーに 4 を加え、結果の合計を 10 で割ります。結果は非常に正確な予測 (表を参照) であり、1781 年に天王星が発見された後に確認されました。
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惑星 |
2n-1 |
軌道半径 (a .e.)、次の式で計算されます。 |
実軌道半径 |
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水星 |
0,39 |
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金星 |
0,72 |
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地球 |
1,00 |
|||
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火星 |
1,52 |
|||
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木星 |
5,20 |
|||
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土星 |
10,0 |
9,54 |
||
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天王星 |
19,6 |
19,22 |
その結果、火星と木星の間に、太陽の周りを半径2.8aの軌道で公転する、これまで知られていなかった惑星があることが判明した。 .e。 1800 年には、24 人の天文学者からなるグループが結成され、当時の最も強力な望遠鏡のいくつかで 24 時間体制で毎日観測を行っていました。 しかし、火星と木星の間を周回する最初の小さな惑星は彼らによってではなく、イタリアの天文学者ジュゼッペ・ピアッツィ（1746-1826）によって発見されました。そして、これはいつかではなく、1801年1月1日の大晦日に発見されました。 X IX世紀の始まりを示しました。 お年玉は太陽から2.77天文単位の距離で除去された。 e. しかし、ピアッツィの発見からわずか数年以内に、さらにいくつかの小さな惑星が発見されました。 小惑星、そして今日では何千ものそれらがあります。
ティティウスの統治（または、「」とも呼ばれます）については、 ティティウス・ボードの法則")、その後、土星、木星、天王星の衛星については確認されましたが、...その後発見された惑星 - 海王星、冥王星、エリスなどについては確認されていません。 系外惑星（他の星を周回する惑星）。 その物理的な意味が何であるかは依然として不明です。 この規則に対するもっともらしい説明の 1 つは次のとおりです。 すでに太陽系の形成段階で、原始惑星と太陽との共鳴によって引き起こされる重力擾乱（この場合、潮汐力が発生し、回転エネルギーが潮汐加速、あるいはむしろ減速に費やされる）の結果として、規則的な構造は、軌道共鳴の法則 (つまり、隣接する惑星の軌道半径の比が 1 に等しい) に従って、安定した軌道が存在できる領域と存在できない領域が交互に現れることで形成されました。/2、3/2、5/2、3/7 など)。 しかし、天体物理学者の中には、この規則は単なる偶然であると信じている人もいます。
小惑星帯の後には 4 つの惑星が続き、それらは呼ばれます。 巨大な惑星: 木星、土星、天王星、海王星。 木星質量は地球の 318 倍、他のすべての惑星を合わせた質量の 2.5 倍です。 主に水素とヘリウムで構成されています。 木星の高い内部温度は、雲の帯や大赤斑など、大気中に多くの半永久的な渦構造を引き起こします。
2014 年末の時点で、木星には 67 個の衛星があります。 最大の 4 つ - ガニメデ、カリスト、イオ、エウロパ - は 1610 年にガリレオ ガリレイによって発見されたため、そう呼ばれています。 ガリラヤ人 衛星。 その中で木星に最も近いのは、 そして、について– 太陽系の天体の中で最も強力な火山活動を持っています。 最も遠い - ヨーロッパ- それどころか、数キロメートルにわたる氷の層で覆われており、その下には液体の水が存在する海がある可能性があり、ガニメデとカリストはそれらの中間の状態を占めています。 ガニメデは太陽系最大の衛星で、水星よりも大きい。 地上の望遠鏡の助けにより、その後 350 年間でさらに 10 個の木星の衛星が発見されたため、20 世紀半ば以来、木星の衛星は 14 個しかないと長い間信じられていました。 残りの 53 個の衛星は、木星を訪れた自動惑星間ステーションの助けを借りて発見されました。
土星- 木星の隣にある惑星で、環系（惑星の膨大な数の小さな衛星であり、太陽の周りの小惑星帯に似た帯）で有名です。 木星、天王星、海王星にも同様の輪がありますが、弱い望遠鏡や双眼鏡でも見えるのは土星の輪だけです。
土星の体積は木星の 60% ですが、その質量 (地球の 95 個の質量) は木星の 3 分の 1 以下です。 したがって、土星は太陽系で最も密度の低い惑星です (平均密度は水の密度より小さい)。
2014 年末の時点で、土星には 62 個の既知の衛星があります。 その中で最大のものはタイタンであり、水星よりも大きい。 これは、大気を持つ惑星の唯一の衛星です（水域と雨だけでなく、水からではなく炭化水素からのものです）。 そして軟着陸が行われた惑星の唯一の衛星（月を除く）。
他の星の周りの惑星を研究したところ、木星と土星は「」と呼ばれる惑星のクラスに属していることが判明しました。 木星」 これらに共通するのは、地球よりも質量と体積が大幅に大きいガス球であるが、平均密度が低いということです。 それらは固体の表面を持たず、ガスで構成されており、その密度は惑星の中心に近づくにつれて増加します。おそらく、深部では水素が金属状態に圧縮されています。
巨大惑星と地球型惑星、準惑星の大きさの比較
次の 2 つの巨大な惑星、天王星と海王星は、「」と呼ばれる惑星のクラスに属します。 ネプチューン」 大きさ、質量、密度の点で、それらは「木星」と地球型惑星の中間の位置を占めています。 それらが固体の表面（おそらく水の氷でできている）を持っているのか、それとも木星や土星のようなガスの球なのかという疑問は残っています。
天王星質量は地球の14倍で、外惑星の中で最も軽い。 他の惑星の中でユニークなのは、「横向き」に回転することです。黄道面に対する回転軸の傾きは約 98°です。 他の惑星が回転するコマにたとえられるなら、天王星は転がるボールに似ています。 他の巨大ガス惑星よりもはるかに低温の核を持ち、宇宙への熱の放射はほとんどありません。 2014 年の時点で、天王星には 27 個の既知の衛星があります。 最大のものは、ティタニア、オベロン、ウンブリエル、アリエル、ミランダ（シェークスピア作品の登場人物にちなんで名付けられました）です。
地球と惑星の最大の衛星の大きさの比較
ネプチューンは、天王星よりもわずかにサイズが小さいですが、より質量があり（地球の質量17個分）、したがって密度が高くなります。 より多くの内部熱を放出しますが、木星や土星ほどではありません。 海王星には既知の衛星が 14 個あります。 最大の 2 つは、 トリトンそして ネレイド、地上の望遠鏡を使用して発見されました。 トリトンは地質学的に活動が活発で、液体窒素の間欠泉があります。 残りの衛星は、1989 年に海王星を通過した探査機ボイジャー 2 号によって発見されました。
冥王星- 1930 年に発見され、2006 年までは本格的な惑星と考えられていた準惑星。 冥王星の軌道は他の惑星とは大きく異なります。第一に、黄道面内になく、黄道面に対して 17 度傾いている点です。第二に、他の惑星の軌道が円形に近い場合、冥王星は黄道面にあります。太陽は29.6aの距離にあります。 つまり、海王星に近づくと、49.3 秒だけ遠ざかります。 e.
冥王星には弱い大気があり、冬には雪の形で表面に降り注ぎ、夏には再び地球を包みます。
1978 年に冥王星の近くで衛星が発見されました。 カロン。 冥王星・カロン系の重心は表面の外側にあるため、二重惑星系と考えることができます。 4 つの小さな衛星 (ニクス、ヒドラ、ケルベロス、ステュクス) が冥王星とカロンの周りを回っています。
冥王星についても、当初は別個の惑星と考えられていたが、後に小惑星帯の天体の一つにすぎないことが判明したケレスで1801年に起きた状況が繰り返された。 同様に、冥王星は「第二小惑星帯」と呼ばれる天体の一つにすぎないことが判明しました。 カイパーベルト」 冥王星の場合のみ、不確実な期間が数十年にわたり、その間、太陽系の10番目の惑星が存在するかどうかという疑問は未解決のままでした。 そして曲がり角だけ XX と XXI 何世紀にもわたって、多くの「第10惑星」が存在することが判明し、冥王星もその1つです。
漫画「冥王星の惑星リストからの追放」
ベルト カイパー 30 から 55 まで続きます。 e. 太陽から。 主に太陽系の小さな天体で構成されていますが、クオアール、ヴァルナ、オルクスなどの最大の天体の多くは太陽系の天体である可能性があります。 再分類されたパラメータを明らかにした上で準惑星に到達します。直径が 50 km を超えるカイパー ベルト天体は 10 万個以上あると推定されていますが、ベルトの総質量は地球の質量の 10 分の 1、あるいは 100 分の 1 にすぎません。 多くのベルト天体には複数の衛星があり、ほとんどの天体は黄道面の外側に軌道を持っています。
冥王星に加えて、カイパーベルト天体の中で準惑星の地位は ハウメア(冥王星より小さく、非常に細長い形状をしており、その軸の周りの自転周期は約 4 時間です。2 つの衛星と少なくとも 8 つ以上の衛星があります) 太陽系外縁系オブジェクトはハウメア ファミリの一部です。 軌道は黄道面に対して大きな傾きを持っています - 28°)。 マケマケ（カイパーベルト内で冥王星に次ぐ見かけの明るさ、冥王星の直径の50～75％の直径を持ち、軌道は29度傾いている） エリス（軌道の半径は平均68天文単位、直径は約2400km、つまり冥王星の直径より5％大きく、正確に何を惑星と呼ぶべきかについての論争を引き起こしたのはその発見だった）。 エリスには衛星ディスノミアが 1 つあります。 冥王星と同様に、その軌道は非常に細長く、近日点は 38.2 天文単位です。 e. （太陽から冥王星のおおよその距離）および遠日点 97.6 a。 e.; そして軌道は黄道面に対して大きく(44.177°)傾いています。
カイパーベルト天体の大きさの比較
特定の 太陽系外縁系オブジェクトは セドナ、約76天文単位からの非常に細長い軌道を持っています。 e. 近日点では975度まで。 つまり、遠日点で、公転周期は 12,000 年以上です。
太陽系の小天体の別のクラスは次のとおりです。 彗星、主に揮発性物質（氷）で構成されています。 それらの軌道は非常に偏心しており、通常、近日点は内惑星の軌道内にあり、遠日点は冥王星をはるかに超えています。 彗星が太陽系内部に入り、太陽に近づくと、その氷の表面が蒸発して電離し始め、コマ、つまり地球から肉眼で見える長いガスと塵の雲が形成されます。 最も有名なのはハレー彗星で、75～76年ごとに太陽に戻ってきます（前回は1986年）。 ほとんどの彗星の自転周期は数千年です。
彗星の源は、 オールトの雲。 これは、氷オブジェクト (最大 1 兆個) からなる球状の雲です。 太陽からオールトの雲の外側の境界までの推定距離は 50,000 天文単位です。 e. （約1光年）から100,000a。 e. (1.87 光年)。
太陽系が正確にどこで終わり、星間空間が始まるのかという問題は議論の余地がある。 その決定には、太陽風と太陽重力という 2 つの要素が重要であると考えられています。 太陽風の外側の境界は、 ヘリオポーズ、その背後では太陽風と星間物質が混ざり合い、相互に溶解します。 太陽圏界は冥王星より約 4 倍離れており、星間物質の始まりと考えられています。
質問とタスク:
1. 太陽系の惑星を挙げてください。 それぞれの主な特徴を挙げてください
2. 太陽系の中心的な天体は何ですか?
3. 太陽系内の距離はどのように測定されますか? 1 天文単位は何に等しいですか?
4. 太陽系の地球型惑星、巨大惑星、準惑星、小天体の違いは何ですか?
5. 「地球」、「木星」、「海王星」と呼ばれる惑星のクラスは、それぞれどのように異なりますか?
6. 小惑星帯とカイパーベルトの主な天体に名前を付けてください。 準惑星に分類されるのはどれですか?
7. 冥王星が 2006 年に惑星とみなされなくなったのはなぜですか?
8. 木星と土星の衛星の中には、水星よりも大きいものもあります。 では、なぜこれらの衛星は惑星とみなされないのでしょうか?
9. 太陽系の終わりはどこですか?
（緯度ソル） - の唯一のスター。 そして他の7つは太陽の周りを回転します。 それらに加えて、彗星、小惑星、その他の小さな天体が太陽の周りを回っています。
太陽は星のようなものです
太陽は、太陽系の中心で巨大な天体です。 その質量は地球の質量の約 333,000 倍、他のすべての惑星を合わせた質量の 750 倍です。 太陽は強力なエネルギー源であり、X線、紫外線、電波に至るまで、電磁波のスペクトルのあらゆる部分を常に放出しています。 この放射線は太陽系のすべての天体に影響を及ぼし、太陽系を加熱し、惑星の大気に影響を与え、地球上の生命に必要な光と熱を供給します。
太陽は私たちに最も近い星であり、他の星とは異なり、円盤を観察し、望遠鏡を使用して、最大数百キロメートルの大きさの円盤の細部を研究することができます。 これは典型的な星なので、これを研究することは星全般の性質を理解するのに役立ちます。 星の分類によれば、太陽は G2V のスペクトル クラスを持っています。 一般的な文献では、太陽は黄色矮星として分類されることがよくあります。
太陽の見かけの角直径は、地球の軌道の楕円率によって多少変化します。 平均すると、それは約 32 インチまたは 1/107 ラジアンです。つまり、太陽の直径は 1/107 天文単位、つまり約 1,400,000 km です。
太陽の構造
すべての星と同様、太陽も熱いガスの球です。 化学組成 (原子数による) は、太陽スペクトルの分析から決定されました。
- 水素が約90％を占めており、
- ヘリウム - 10%、
- 他の元素 - 0.1%未満。
太陽上の物質は高度にイオン化されています。 原子は外側の電子を失い、それらとともにイオン化ガスの自由粒子、つまりプラズマになりました。
太陽物質の平均密度は ρ ≈ 1400 kg/m3 です。 この値は水の密度に近く、地表の空気の密度よりも 1,000 倍大きくなります。 しかし、太陽の外層では密度が数百万倍低く、中心部では平均の 100 倍になります。
中心に向かう密度と温度の増加を考慮した計算によると、太陽の中心では、密度は約 1.5 × 105 kg/m3、圧力は約 2 × 1018 Pa、温度は約 1,500 万 K です。
この温度では、水素原子の原子核 (陽子と重陽子) は非常に速い速度 (秒速数百キロメートル) を持ち、静電反発力の作用にもかかわらず、互いに接近する可能性があります。 一部の衝突では核反応が発生し、水素からヘリウムが形成され、大量のエネルギーが放出され、熱に変換されます。 これらの反応は、進化の現段階における太陽のエネルギー源です。 その結果、星の中心部ではヘリウムの量が徐々に増加し、水素の量が減少します。
太陽の深部で生じるエネルギーの流れは外層に伝達され、ますます広い範囲に分布します。 その結果、太陽プラズマの温度は中心から離れるにつれて低下します。 温度とそれを決定するプロセスの性質に応じて、太陽は 4 つの部分に分けられます。
- 内側の中心部分 (コア)。圧力と温度によって核反応の進行が保証され、中心から中心部まで広がっています。
- 半径約1/3の距離
- 放射ゾーン（半径 1/3 から 2/3 の距離）。電磁エネルギーの量子の連続的な吸収と放出の結果として、エネルギーが外側に転送されます。
- 対流ゾーン - 「放射」ゾーンの上部からほぼ太陽の目に見える表面まで。 ここで、星の目に見える表面に近づくにつれて温度は急速に低下し、その結果中性原子の濃度が増加し、物質はより透明になり、放射伝達の効率が低下し、主に物質の混合により熱が伝達されます。 (対流)、下から加熱される容器内の液体の沸騰に似ています。
- 太陽大気は、対流帯を超えて始まり、目に見える太陽の円盤をはるかに超えて広がります。 大気の下層は光球であり、私たちが太陽の表面として認識するガスの薄い層です。 大気の上層は、著しい希薄化のため直接見ることはできませんが、皆既日食中に、または特別な機器の助けを借りて観察することができます。
太陽フレア
太陽大気はいくつかの層に分けることができます。
厚さ200～300kmの大気の深層は光球（光球）と呼ばれます。 スペクトルの可視部分で観察されるほぼすべてのエネルギーがそこから放出されます。
光球の写真では、その微細な構造が明るい「粒子」、つまり狭い暗い空間で区切られた大きさ約1000 kmの粒子の形ではっきりと見えます。 この構造を顆粒化といいます。 それは、大気の下にある太陽の対流帯で起こるガスの動きの結果です。
光球では、太陽の深層と同様に、中心からの距離に応じて温度が低下し、約 8000 ～ 4000 K の範囲で変化します。光球の外層は、外層から惑星間空間への放射によって冷えます。
太陽からの可視光線のスペクトルでは、光球のほぼ全体が光球内で形成され、暗い吸収線は外層の温度の低下に対応します。 これらは、1814 年に数百のそのようなラインを初めてスケッチしたドイツの眼鏡技師 I. フラウンホーファー (1787-1826) にちなんで、フラウンホーファー ラインと呼ばれています。 同じ理由 (太陽の中心からの温度の低下) により、太陽円盤は端に近づくほど暗く見えます。
光球の上層では、温度は約 4000 K です。この温度で、密度が 10 -3 ～10 -4 kg/m3 になると、水素はほぼ中性になります。 原子の約 0.01% のみ (ほとんどが金属) がイオン化されます。
しかし、大気中が高くなると、温度とそれに伴うイオン化が再び上昇し始め、最初はゆっくりと、次に非常に早くなります。 太陽大気の中で温度が上昇し、水素やヘリウムなどが次々と電離していく部分を彩層と呼び、その温度は数万ケルビン、数十万ケルビンになります。 皆既日食のまれな瞬間に、彩層は暗い円盤の周りに光沢のあるピンクの境界線の形で見えます。 彩層上では、太陽ガスの温度は 10 6 - 2 × 10 6 K であり、その後は太陽の多くの半径にわたってほとんど変化しません。 この希薄で熱い殻は太陽コロナと呼ばれます。 輝く真珠のような輝きの形で、皆既日食中に観察することができ、異常に美しい光景を見せます。 コロナガスは惑星間空間に「蒸発」し、太陽から絶えず流れてくる高温希薄プラズマの流れを形成し、太陽風と呼ばれます。
彩層とコロナは、衛星や周回宇宙ステーションから紫外線や X 線で最もよく観察されます。
時間の経過とともに、光球の一部の部分では、粒子間の暗い空間が増加し、小さな丸い孔が形成され、それらの一部は、細長く放射状に伸びた光球粒子からなる粒子に囲まれた大きな暗い斑点に発達します。
ガリレオは望遠鏡で黒点を観察し、黒点が目に見える太陽の円盤に沿って移動していることに気づきました。 これに基づいて、彼は太陽がその軸の周りを回転していると結論付けました。 星の自転の角速度は赤道から極に向かって減少し、赤道上の点は 25 日で一周し、極付近では太陽の公転周期が 30 日に増加します。 地球は、太陽が自転するのと同じ方向に軌道上を移動します。 したがって、地球の観測者と比較して、その自転周期は長く、太陽円盤の中心の点は 27 日後に再び太陽の中心子午線を通過します。
興味深い事実
- 太陽の平均密度はわずか 1.4 g/cm3 です。 死海の水の密度と同じです。
- 太陽は毎秒、人類がその歴史全体で生み出したエネルギーの 10 万倍のエネルギーを放出しています。
- 太陽の比（単位質量当たり）エネルギー消費量はわずか 2 × 10 -4 W / kg です。 腐った落ち葉の山とほぼ同じです。
- 1947 年 4 月 8 日、観測期間全体を通じて太陽の南半球の表面に黒点の最大の蓄積が記録されました。
- その長さは30万km、幅は14万5千kmでした。 それは地球の表面積の約36倍で、日没時には肉眼で簡単に見ることができました。
- ペルーの新しい通貨（ニューソル）は太陽にちなんで名付けられました。
3. 太陽は私たちの惑星系の中心天体です
太陽は地球に最も近い恒星であり、熱いプラズマ球です。 これは巨大なエネルギー源です。その放射出力は非常に高く、約 3.8610 23 kW です。 太陽は毎秒、地球を取り囲む厚さ1000キロメートルの氷の層を溶かすのに十分な量の熱を放出します。 太陽は、地球上の生命の出現と発展において特別な役割を果たしています。 太陽エネルギーのごく一部が地球に到達し、そのおかげで地球の大気のガス状態が維持され、地表や水域の表面が常に加熱され、動植物の生命活動が確保されています。 太陽エネルギーの一部は、石炭、石油、天然ガスの形で地球の腸内に貯蔵されます。
現在、太陽の深部では、約 1,500 万度という極めて高い温度と巨大な圧力のもとで、膨大な量のエネルギーの放出を伴う熱核反応が発生することが一般的に受け入れられています。 そのような反応の 1 つは、ヘリウム原子の核を生成する水素原子核の融合である可能性があります。 太陽の深部では毎秒 5 億 6,400 万トンの水素が 5 億 6,000 万トンのヘリウムに変換され、残りの 400 万トンの水素が放射線に変換されると推定されています。 熱核反応は水素の供給がなくなるまで続きます。 現在、それらは太陽の質量の約60％を占めています。 このような埋蔵量は少なくとも数十億年は十分にあるはずだ。
太陽のほぼすべてのエネルギーは中心領域で生成され、そこから放射線によって伝達され、次に外層で対流によって伝達されます。 太陽の表面、つまり光球の有効温度は約 6000 K です。
私たちの太陽は、光と熱の源であるだけではありません。その表面は、目に見えない紫外線や X 線、さらには素粒子の流れを放出しています。 太陽から地球に送られる熱と光の量は何千億年にもわたって一定ですが、目に見えない放射線の強度は太陽活動のレベルによって大きく異なります。
太陽活動が最大値に達する周期が観察されます。 その頻度は11年です。 活動が最も活発な年には、太陽表面の斑点やフレアの数が増加し、地球上で磁気嵐が発生し、大気の上層のイオン化が増加します。
太陽は、気象や地磁気などの自然現象だけでなく、人間を含む地球の動植物界である生物圏にも顕著な影響を与えています。
太陽の年齢は少なくとも50億年であると考えられています。 この仮定は、地質学的データによれば、私たちの惑星は少なくとも50億年前から存在しており、太陽はさらに以前に形成されたという事実に基づいています。
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