Классификация небесных тел
Паршаков Евгений Афанасьевич
На первый взгляд, все небесные тела Солнечной системы имеют самые различные характеристики. Однако, все их можно по их составу разделить на три большие группы. К одной группе можно отнести наиболее плотные тела Солнечной системы, с плотностью около 3 г/см3 и более. К ним относятся прежде всего планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. К этой же группе небесных тел относятся некоторые крупные спутники планет: Луна, Ио, Европа и, по-видимому, Тритон, а также ряд небольших спутников, расположенных вблизи своей планеты — Фобос, Деймос, Амальтея и др.
Тот факт, что к наиболее плотным телам Солнечной системы относятся небесные тела, близко расположенные к центральному телу, вокруг которого они обращаются, далеко не случаен. Помимо того, что планеты земной группы находятся вблизи Солнца, которое нагревает их поверхность и тем самым способству ет диссипации с поверхности и атмосферы небесных тел не только газовой, но и ледяной компоненты, помимо этого диссипации легкого вещества способствует и переход механической энергии посредством механизма приливного трения в тепловую энергию. Приливное же трение, вызываемое в теле небесных тел центральным телом, тем сильнее, чем они ближе находятся к нему. Этим отчасти объясняется тот факт, что ближние спутники Юпитера Ио и Европа имеют плотность соответственно 3, 5 и 3, 1 г/см3, а более отдаленные, хотя и более массивные спутники Ганимед и Каллисто имеют гораздо меньшую плотность, соответствен но 1, 9 и 1, 8 г/см3. Этим объясняется и тот факт, что все близкие спутники планет обращаются вокруг своих планет синхронно, т.е. повернуты к ним всегда одной стороной, так что их периоды осевого вращения равны периодам орбитального обращения. Однако приливное трение, способствующее разогреву недр небесных тел и увеличению их плотности, вызывается не только центральными телами у своих спутников, но и спутниками у центральных тел, а также одними небесными телами у других, принадлежащих к тому же классу: спутниками у других, более всего у близких, спутников, планетами у других планет.
Небесные тела, имеющие большую плотность, можно назвать силикатными небесными телами, имея ввиду, что основной компонентой в них является силикатная компонента (каменно-металлические породы), которая состоит из наиболее тяжелых и тугоплавких веществ: кремния, кальция, железа, алюминия, магния, серы и многих др. элементов и их соединений, в том числе и главным образом, с кислородом. Наряду с силикатной компонентной многие небесные тела этой группы имеют в своем составе ледяную (водяной лед, вода, углекислота, азот, кислород) и очень мало — газовую (водород, гелий) компоненты. Но их доля в общем составе вещества незначительна. Силикатная компонента составляет, как правило, свыше 99% вещества.
К группе силикатных небесных тел Солнечной системы относятся не только четыре планеты и с десяток спутников планет, но большое число астероидов, обращающихся в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Количество астероидов, крупнейшими из которых являются Церера, Паллада, Веста, Гигея и др., исчисляется десятками тысяч (по некоторым источникам — сотнями тысяч и даже миллионами).
К другой группе небесных тел относятся ледяные тела, основной составляю щей которых является ледяная компонента, это самая многочисленная группа небесных тел Солнечной системы. К ней относится единственная из известных планет Плутон и многие еще не открытые трансплутоновые планеты, крупные спутники планет: Ганимед, Каллисто, Титан, Харон, а также, по-видимому, два-три десятка других спутников. К этой же группе относятся все кометы, количество которых в Солнечной системе исчисляется многими миллионами, а может быть, и миллиардами.
Эта группа небесных тел является основной группой небесных тел в Солнечной системе и, по-видимому, во всей Галактике. За Плутоном, как считают многие исследователи, имеются еще планеты. Несомненно, они правы. Ледяные небесные тела являются наиболее многочисленной и основной группой небесных тел в Солнечной системе как, несомненно, и во всех других звездно-планетных системах, от самых маленьких до самых крупных.
Ледяные тела Солнечной системы состоят в основном из ледяной компоненты: водяного льда, углекислоты, азота, кислорода, аммиака, метана и др., которая занимает в ледяных телах основную часть их вещества. Остальную, незначительную часть ледяных тел составляет, главным образом, силикатная компонента. Удельный вес газовой компоненты в ледяных небесных телах, как и в силикатных, крайне незначителен, что объясняется их относительно небольшой массой, в результате чего они не могут длительное время удерживать около своей поверхности легкие газы — водород и гелий, которые рассеиваются в межпланетном пространстве, за исключением, быть может, далеких от Солнца планет, на поверхности которых очень низкая температура.
Мелкие ледяные небесные тела — кометы располагаются не только на периферии Солнечной системы, за Плутоном. Большое количество комет расположе но, по-видимому, и между орбитами планет-гигантов.
Третью, самую малочисленную, но самую массивную группу тел Солнечной системы составляет небесные тела, в состав которых в большом количестве входят все три компоненты: ледяная, силикатная и газовая. К этой группе относятся всего пять небесных тел Солнечной системы: Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Во всех этих телах имеется много водорода и гелия, но их доля в этих телах различна. При формировании газовых тел, если их так называть, они, имея на первом этапе своего развития массу менее 10 масс Земли, не могли удерживать около себя легкие газы — водород и гелий, и формировались вначале как ледяные тела. И в их состав на этом этапе входили ледяная и силикатная компоненты. Значительная часть газовой компоненты, которую приобретали газовые небесные тела во время галактических зим, превращалась посредством химических реакций в ледяную компоненту. Так водород и кислород, вступая в химическую реакцию, порождают воду и водяной лед. Из газовой компоненты возникли метан и некоторые другие вещества ледяной компоненты. Вследствие этого доля ледяной компоненты при аккреции диффузной материи на поверхность небесных тел увеличилась, а доля газовой — уменьшилась.
Планеты-гиганты, в отличие от других небесных тел, имеют быстрое осевое вращение и протяженную водородно-гелиевую атмосферу. В результате, в их экваториальной части, возможно, происходит утечка легких газов в межпланетное пространство из верхних слоев атмосферы вследствие большой центробежной силы. Например, у Сатурна верхние слои облачного слоя вращаются вокруг центра планеты с линейной скоростью около 10 км/сек., а у Земли — только около 0, 5 км/сек. Можно предположить, что раньше, во время галактических зим, у планет-гигантов были намного более мощные и протяженные атмосферы, но затем, после окончания очередной галактической зимы, они их частично теряли. Если ледяные и силикатные небесные тела теряют свою газовую компоненту вследствие их малой массы, то газовые планеты, особенно Юпитер, теряют ее вследствие их быстрого вращения.
Космос - это моя стихия. Я обожаю все процессы и тела, которые находятся за пределами нашей атмосферы. Меня удивляет их красота, мощь, размеры и расстояния между нами. Все это взбудораживает мое сознание, и мне всегда очень интересно.
Что такое небесные тела и какие они бывают
Для нашей планеты небесными телами являются все физические тела, которые можно наблюдать в небе. Для этого используются телескопы.
Все объекты с определенной формой и массой, которые находятся в Солнечной системе, я считаю небесными телами. К ним можно отнести:
- другие планеты;
- астероиды и кометы;
- Луна и созданные людьми спутники;
- Солнце.
Это ближайшие объекты, которые находятся очень близко по космическим меркам. Я к этому списку отнес искусственные спутники, так как они находятся на орбите Земли. Я неоднократно путал их со звездами на ночном небе.
Объекты, которые находятся в нескольких сотнях тысяч и более световых лет от нас, также можно называть небесными телами. Например, круглый год в Южном полушарии Земли можно смотреть на Млечный путь. Также на небе встречаются различные созвездия, Полярная звезда и так далее.
Как можно наблюдать за небесными телами
Чтобы лучше рассмотреть нашего ближайшего спутника или другую планету, необходимо использовать телескоп. Каждый астроном-любитель, как и я, хоть раз в жизни пользовался данным приспособлением. С его помощью можно смотреть на определенные участки звездного неба, чтобы делать потрясающие снимки. Обычно используют домашние телескопы, но сегодня стали доступными радиотелескопы, которые раньше строили для специальных учреждений.
Чтобы наблюдать за другими планетами, необязательно иметь телескоп. В определенный период времени можно невооруженным взглядом увидеть Юпитер, галактику Андромеды, Луну, Венеру, Марс и метеоритные дожди. Я помню, как впервые стал свидетелем метеоритного дождя. Тогда я специально запасся едой, залез на крышу гаража, постелил покрывало, чтобы на нем лежать и смотреть на небо.
Космическое пространство, которое окружает нашу планету, состоит из огромного количества твёрдых тел самых разных размеров, начиная с крошечных пылинок и заканчивая громадными глыбами.
Понятие малых небесных тел, их размеры и классификация
Малые небесные тела Солнечной системы - это те космические образования, которые не являются ни планетами, ни планетами-карликами, ни их спутниками. В эту категорию входят метеорные тела, большинство астероидов и комет, тел пояса Койлера.
В настоящее время нет чёткого определения границ размеров малых тел. Самые крохотные в диаметре составляют сотни микрон, самые внушительные - сотни километров.
Однако существуют характерные отличия, благодаря которым малые небесные тела классифицируют на отдельные подвиды:
Самые известные «малые поселенцы» Космоса
К числу наиболее упоминаемых в науке малых небесных тел относятся:
- Пояс астероидов – около 98% известных сегодня астероидов пролегает между двумя орбитами - и . За орбитой Нептуна существует также дискообразная область, называемая поясом Койпера, большинство объектов которого состоит изо льда. К особенным относится астероид Ида – он имеет ярко-голубые участки, покрытые минерами.
- Комета Галлея относится к числу самых ярких, а комету Хейла-Боппа уже нахвали самой наблюдаемой прошлого века из категории долгопериодических, период обращения которых превышает два столетия.
- Тунгусский метеорит, тайну которого не могут до конца разгадать до сих пор. Упавший в Восточной Сибири, принес с собой взрывную световую вспышку такой силы, что возник лесной пожар, приведший к опустошению целого района.
Опасность для Земли и людей
Чем внушительнее размер небесных тел, тем меньше вероятность встречи с ними, поэтому на протяжении сотен и тысяч лет Земля может успешно избегать рокового столкновения. Однако история человечества запомнила немало подобных случаев.
Прямую опасность представляет падение на Землю метеоритов, столкновение нашей планеты с астероидами и кометами.
Но все-таки чаще всего, речь идет лишь о сближении. Угроза возникает лишь при пересечении земной орбиты. При сегодняшнем уровне технического прогресса в ближайшем пространстве можно выявить практически все крупные астероиды. Кометы обнаружить труднее из-за большой удаленности. Кроме того, их появление достаточно непредсказуемо. Наиболее опасны долгопериодические, имеющие высокую скорость столкновения. Только более детальные астрономические исследования позволят разработать надежные методы защиты планеты от космической опасности.
Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ
Процессы формирования и развития большинства космических тел и их систем протекают чрезвычайно медленно и занимают миллионы и миллиарды лет. Однако наблюдаются и быстрые изменения, вплоть до процессов взрывного характера. При изучении космогонии звёзд и галактик можно использовать результаты наблюдений многих сходных объектов, возникших в разное время и находящихся на разных стадиях развития.
Наиболее крупными небесными телами являются звезды и планеты, на них я и хотела бы обратить внимание.
ЗВЕЗДЫ. ТИПЫ ЗВЕЗД. ИХ РОЖДЕНИЕ, СТРОЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ЦИКЛ
Звезда -- излучающий свет массивный газовый шар, удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Внутренняя жизнь звезды регулируется воздействием двух сил: силы притяжения, которая противодействует звезде, удерживает ее, и силы, освобождающейся при происходящих в ядре ядерных реакциях. Она, наоборот, стремится “вытолкнуть” звезду в дальнее пространство.
Современная (гарвардская) спектральная классификация звёзд, разработанная в Гарвардской обсерватории в 1890--1924 годах является температурной классификацией, основанной на виде и относительной интенсивности линий поглощения и испускания спектров звёзд.
Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд |
|||||
Температура,K |
Истинный цвет |
Видимый цвет |
|||
бело-голубой |
бело-голубой и белый |
||||
жёлто-белый |
|||||
оранжевый |
желтовато-оранжевый |
||||
оранжево-красный |
Внутри класса звёзды делятся на подклассы от 0 (самые горячие) до 9 (самые холодные). Солнце имеет спектральный класс G2 и эквивалентную температуру 5780 K.
Установлен важный факт: звезды образовались в Галактике не одновременно, процесс звездообразования происходит и в настоящее время. Образование звезд происходит группами, которые состоят из десятков и даже сотен звезд. Они возникают из вещества холодных и плотных молекулярных облаков в результате их неустойчивости. Эти молекулярные облака имеют огромные размеры и массы (более 105) и содержат 90 % всего молекулярного газа Галактики.
В газово-пылевом облаке образуется несколько сгущений, которые сжимаются благодаря преобладанию сил гравитационного притяжения их частиц над силами газового давления. Такое сжатие сопровождается увеличением температуры сгущений и их плотности. Постепенно потенциальная энергия сгущения переходит в тепловую, облако сжимается еще больше и разогревается, превращаясь в звезду. Стадия развития звезды, характеризующаяся сжатием и не имеющая еще термоядерных источников энергии, называется протозвездой (греч. protos - «первый»).
При достижении центральной областью звезды температуры в несколько миллионов градусов Кельвина начинаются реакции термоядерного синтеза - превращения водорода в гелий.
Процесс формирования звёзд можно описать единым образом, но последующие стадии эволюции звезды почти полностью зависят от её массы, и лишь в самом конце эволюции звезды свою роль может сыграть ее химический состав.
Эволюция звезды очень хорошо прослеживается по диаграмме Герцшпрунга-Рассела:
Главная последовательность -- область на диаграмме Герцшпрунга -- Рассела, содержащая звёзды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода. Участок главной последовательности звёздных скоплений является индикатором их возраста, так как темпы эволюции звёзд пропорциональны их массе.
Среди звёзд встречается широкое многообразие цветов и размеров. По спектральному классу они варьируются от горячих голубых до холодных красных, по массе -- от 0,0767 до около 300 Солнечных масс по последним оценкам. Светимость и цвет звезды зависят от температуры её поверхности, которая, в свою очередь, определяется ее массой. Все новые звёзды «занимают своё место» на главной последовательности диаграммы. Перемещение звезды по диаграмме означает изменение параметров звезды с течением времени.
Маленькие и холодные красные карлики медленно сжигают запасы водорода и остаются на главной последовательности десятки миллиардов лет, в то время как массивные сверхгиганты сходят с главной последовательности уже через несколько миллионов лет после формирования.
Звёзды среднего размера, такие как Солнце, остаются на главной последовательности в среднем 10 миллиардов лет. Считается, что Солнце все ещё на ней, так как оно находится в середине своего жизненного цикла. Как только звезда истощает запас водорода в ядре, она покидает главную последовательность.
Небесные тела всегда притягивали взор человека своей манящей неизвестностью, увлекали все выше и выше… Если Вы не равнодушны к таинственной красоте ночного звездного неба, то для Вас небольшое описание различных видов небесных тел.
Для наблюдения небесных Вам наверняка понадобится телескоп, ведь ярких небесных тел, которые можно было бы наблюдать невооруженным глазом, на небе очень мало – можно увидеть лишь малую часть звезд и планет. Поэтому Вы можете или же приобрести готовый прибор.
Звезды
Звезды можно без труда наблюдать в любую безоблачную ночь – они словно россыпь драгоценных камней украшают темный бархат небес. Однако если смотреть на звезды при помощи пусть даже самого слабого телескопа, то можно увидеть десятки тысяч звезд.
Звезда – это небесное тело, в котором происходят термоядерные реакция превращения водорода в гелий с выделением колоссального количества тепла и света. Благодаря выделяемому свету звезды видны на многие миллионы километров.
В зависимости от температуры поверхности, светимости, массы, химического состава, спектрального класса звезды разбиваются на классы и группы.
Ближайшая к Земле звезда – это, конечно же, Солнце. Солнце относится к классу желтых карликов и является единственной звездой Солнечной системы. Среди других ближайших к Земле звезд Проксима Центавра, Альфа Центравра, Сириус и другие.
Невооруженным глазом на чистом ясном ночном небе можно наблюдать до 6000 звезд: по 3 тысячи в каждом полушарии.
Планеты
Планета – небесное тело округлой формы, которое вращается на орбите вокруг звезды или ее остатков. В Солнечной системе, согласно новейшим классификациям существует 8 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон, считавшийся до 2006 года девятой планетой Солнечной системы, теперь классифицируется как карликовая планета.
Планеты делятся на большие (газовые гиганты) и малые (землеподобные). Четыре первых от Солнца планеты являются малыми, остальные четыре – большими. Крупнейшая планета Солнечной системы – Юпитер.
Наблюдать эти небесные тела можно как в телескоп, так и невооруженным глазом. Так, планеты Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн хорошо видны. В любительский телескоп можно наблюдать светлые и темные полосы на Юпитере и его Большое Красное Пятно. У Сатурна можно наблюдать кольца, спутники, а у Марса и Венеры – фазы, как у Луны.
Кометы
Кометы – это достаточно редкие небесные тела. Орбита вращения комет вокруг Солнца значительно более длинная, чем орбиты планет Солнечной системы. Кометы состоят из твердого ледяного ядра, окруженного оболочкой из газов – по мере приближения кометы к Солнцу температура газов повышается и оболочка становится похожей на красивый яркий хвост.
Всего человечеству известно около тысячи комет. Комета Галлея – самая известная из всех комет, ее можно наблюдать достаточно близко от Земли лишь раз в 100 лет.
Наблюдать эти небесные тела лучше всего в телескоп – невооруженным глазом видны лишь очень редкие экземпляры.
Небесных тел на небосклоне – огромное множество, к тому же они находятся в постоянном движении. Поэтому для наблюдения различных небесных тел Вам понадобится не только телескоп и чистое безоблачное небо, но и карта звездного неба. Без этой карты искать нужное небесное тело будет сложнее.