Атмосфера склад газів планет Сонячної системи. Планети Сонячної системи

У статті розповідається про те, яка планета не має атмосфери, для чого потрібна атмосфера, як виникає, чому деякі її позбавлені і як її можна було б створити штучно.

початок

Життя на нашій планеті було б неможливим, якби не було на ній атмосфери. І справа не тільки в кисні, яким ми дихаємо, до речі, його в ній міститься трохи більше 20%, а й у тому, що вона створює необхідний для живих істот тиск і захищає від сонячної радіації.

Згідно з науковим визначенням, атмосфера — це газова оболонка планети, яка обертається разом із нею. Якщо говорити спрощено, то над нами постійно висить величезне за своєю масою скупчення газу, але його ваги ми не помічаємо так само, як і тяжіння Землі, тому що народилися в таких умовах і звикли. Але не всім небесним тілам пощастило мати її. Так яка планета не має в розрахунок приймати не будемо, так як це все ж таки супутник.

Меркурій

Атмосфера планет подібного типу складається здебільшого з водню, і процеси в ній дуже бурхливі. Чого вартий один лише атмосферний вихор, який спостерігають вже понад триста років - та сама червона пляма в нижній частині планети.

Сатурн

Як і всі газові гіганти, Сатурн складається переважно з водню. На ньому не вщухають вітри, блискавки і навіть спостерігаються рідкісні полярні сяйва.

Уран та Нептун

Обидві планети приховує товстий шар хмар із водню, метану та гелію. Нептун, до речі, рекордсмен за швидкістю вітрів на поверхні - цілих 700 кілометрів на годину!

Плутон

Згадуючи таке явище, як планета без атмосфери, важко згадати Плутон. До Меркурія йому, звичайно, далеко: його газова оболонка «лише» в 7 тисяч разів менш щільна, ніж земна. Але все ж таки це найдальша і поки що маловивчена планета. Про також відомо мало лише те, що в ній присутній метан.

Як створити атмосферу для життя

Думка про колонізацію інших планет не дає спокою вченим із самого І тим більше про тераформацію (створення на умовах без засобів захисту). Все це поки що на рівні гіпотез, але на тому Марсі створити атмосферу цілком реально. Процес цей складний і багатоступінчастий, але основна ідея його наступна: розпорошити на поверхні бактерії, які вироблятимуть ще більше вуглекислоти, густина газової оболонки збільшиться, і температура зросте. Після цього почнеться танення полярних льодовиків, а через підвищення тиску вода не випаровуватиметься безслідно. А потім підуть дощі, і ґрунт стане придатним для рослин.

Отже, ми розібралися з тим, яка планета практично позбавлена ​​атмосфери.

О. Михайлов, проф.

Наука та життя // Ілюстрації

Місячний краєвид.

Танення полярної плями на Марсі.

Орбіти Марса та Землі.

Карта Марса, складена Ловеллом.

Модель Марса, зроблена Кюлем.

Малюнок Марса, зроблений Антоніаді.

Розглядаючи питання про існування життя на інших планетах, ми говоритимемо тільки про планети нашої сонячної системи, тому що нам нічого не відомо про наявність у інших сонців, якими є зірки, власних планетних систем, подібних до нашої. За сучасними поглядами на походження сонячної системи можна навіть вважати, що освіта планет, що обертаються навколо центральної зірки, є випадок, ймовірність якого мізерно мала, і тому більшість зірок не має своїх планетних систем.

Далі слід зазначити, що питання життя на планетах ми мимоволі розглядаємо з нашої, земної погляду, припускаючи, що це життя проявляється у таких формах, як і Землі, т. е. припускаючи життєві процеси і загальне будова організмів подібними земним. У такому разі для розвитку життя на поверхні якоїсь планети повинні існувати певні фізико-хімічні умови, повинна бути не надто висока і не надто низька температура, необхідна наявність води та кисню, основою органічної речовини повинні бути сполуки вуглецю.

Атмосфери планет

Присутність у планет атмосфери визначається напругою сили тяжіння з їхньої поверхні. Великі планети мають достатню силу тяжіння, щоб утримувати біля себе газоподібну оболонку. Дійсно, молекули газу перебувають у постійному швидкому русі, швидкість якого визначається хімічною природою цього газу та температурою.

Найбільшу швидкість мають легкі гази – водень та гелій; у разі підвищення температури швидкість зростає. При нормальних умовах, тобто температурі 0° і атмосферному тиску, середня швидкість молекули водню становить 1840 м/сек, а кисню 460 м/сек. Але під впливом взаємних зіткнень окремі молекули набувають швидкості, що у кілька разів перевершують зазначені середні числа. Якщо у верхніх шарах земної атмосфери з'явиться молекула водню зі швидкістю, що перевищує 11 км/сек, то така молекула відлетить геть від Землі до міжпланетного простору, оскільки сила земного тяжіння виявиться недостатньою для її утримання.

Чим менша планета, чим менш масивна, тим менша ця гранична чи, як кажуть, критична швидкість. Для Землі критична швидкість становить 11 км/сек, для Меркурія вона дорівнює лише 3,6 км/сек, для Марса 5 км/сек, для Юпітера ж, найбільшої і наймасивнішої з усіх планет, - 60 км/сек. Звідси випливає, що Меркурій, а тим паче ще менші тіла, як супутники планет (у тому числі й наш Місяць) та всі малі планети (астероїди), не можуть утримати своїм слабким тяжінням атмосферну оболонку біля своєї поверхні. Марс в змозі, хоч і насилу, утримувати атмосферу, значно більш розріджену, ніж атмосфера Землі, що стосується Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна, їх тяжіння досить сильно для того, щоб утримувати потужні атмосфери, що містять легкі гази, на зразок аміаку і метану, а можливо, також і вільний водень.

Відсутність атмосфери неминуче тягне за собою відсутність води в рідкому стані. У безповітряному просторі випаровування води відбувається набагато енергійніше, ніж при атмосферному тиску; тому вода швидко перетворюється на пару, який є дуже легкий таз, піддається тієї ж долі, як і інші гази атмосфери, т. е. він більш менш швидко покидає поверхню планети.

Зрозуміло, що на планеті, позбавленої атмосфери та води, умови для розвитку життя зовсім несприятливі, і ми не можемо очікувати на такій планеті ні рослинного, ні тваринного життя. Під цю категорію потрапляють усі малі планети, супутники планет, та якщо з великих планет - Меркурій. Скажімо трохи докладніше про два тіла цієї категорії, саме про Місяць та Меркурію.

Місяць та Меркурій

Для цих тіл відсутність атмосфери встановлено як шляхом наведених вище міркувань, а й у вигляді прямих спостережень. Коли Місяць рухається небом, здійснюючи свій шлях навколо Землі, він часто закриває собою зірки. Зникнення зірки за диском Місяця можна спостерігати вже в невелику трубу і відбувається воно завжди миттєво. Якби місячний рай був оточений хоча б рідкісною атмосферою, то, перш ніж цілком зникнути, зірка просвічувала б протягом деякого часу крізь цю атмосферу, причому поступово зменшувалася б видима яскравість зірки, крім того, внаслідок заломлення світла зірка здавалася б зміщеною зі свого місця. . Всі ці явища зовсім відсутні при покритті зірок Місяцем.

Місячні ландшафти, що спостерігаються в телескопи, вражають різкістю та контрастністю свого освітлення. На Місяці немає півтінь. Поруч із яскравими, освітленими Сонцем місцями зустрічаються глибокі чорні тіні. Відбувається це тому, що внаслідок відсутності атмосфери на Місяці немає блакитного денного неба, яке своїм світлом пом'якшує тіні; небо там завжди чорне. Немає на Місяці і сутінків, і після заходу Сонця одразу настає темна ніч.

Меркурій знаходиться від нас набагато далі, ніж Місяць. Тому таких подробиць, як на Місяці, ми спостерігати на ньому не можемо. Нам невідомий вид ландшафту. Покриття зірок Меркурієм внаслідок його видимої дрібниці надзвичайно рідкісне явище, і немає вказівок на те, щоб такі покриття коли-небудь спостерігалися. Натомість бувають проходження Меркурія перед диском Сонця, коли ми спостерігаємо, що ця планета у вигляді крихітної чорної точки повільно проповзає яскравою сонячною поверхнею. Край Меркурія у своїй буває різко окреслено, і явища, які вбачалися під час проходження перед Сонцем Венери, у Меркурія немає. Але все ж таки можливо, щоб невеликі сліди атмосфери у Меркурія збереглися, проте ця атмосфера має зовсім незначну щільність у порівнянні з земною.

На Місяці та Меркурії зовсім несприятливі для життя та температурні умови. Місяць обертається навколо своєї осі надзвичайно повільно, завдяки чому день і ніч тривають на ньому по чотирнадцять діб. Спека сонячних променів не стримується повітряною оболонкою, і в результаті вдень на Місяці температура поверхні підвищується до 120 °, тобто вище точки кипіння води. Під час довгої ночі температура падає до 150° нижче нуля.

Під час місячного затемнення спостерігалося, як протягом лише години з невеликим температура впала з 70 ° тепла до 80 ° морозу, а після закінчення затемнення майже в такий же короткий термін повернулася до свого вихідного значення. Це спостереження свідчить про надзвичайно малу теплопровідність гірських порід, що утворюють місячну поверхню. Сонячне тепло не проникає вглиб, а залишається у найтоншому верхньому шарі.

Потрібно думати, що поверхня Місяця покрита легкими і пухкими туфами вулканічними, може бути навіть попелом. Вже на глибині метра контрасти тепла і холоду огладжуються «естолькі, що ймовірно там панує середня температура, що мало відрізняється від середньої температури земної поверхні, тобто становить кілька градусів вище нуля. Може там і збереглися деякі зародки живої речовини, але доля їх, звичайно, незавидна.

На Меркурії різниця температурних умов ще різкіша. Ця планета завжди повернута до Сонця однією стороною. На денній півкулі Меркурія температура досягає 400°, тобто вона вища за точку плавлення свинцю. А на нічній півкулі мороз повинен доходити до температури рідкого повітря, і якби на Меркурії існувала атмосфера, то на нічному боці вона мала перетворитися на рідину, а можливо навіть замерзнути. Лише на кордоні між денною та нічними півкулями в межах вузької зони можуть бути температурні умови, хоч скільки-небудь сприятливі для життя. Однак про можливість там розвиненого органічного життя думати не доведеться. Далі за наявності слідів атмосфери у ній було втриматися вільний кисень, оскільки за температури денного півкулі кисень енергійно з'єднується з більшістю хімічних елементів.

Отже, щодо можливості життя на Місяці перспективи є досить несприятливими.

Венера

На відміну від Меркурія Венері спостерігаються певні ознаки густої атмосфери. Коли Венера проходить між Сонцем та Землею, вона буває оточена світлим кільцем, - це її атмосфера, яка на просвіт освітлюється Сонцем. Такі проходження Венери перед диском Сонця бувають дуже рідко: останнє проходження мало місце в 18S2 р., найближче наступне відбудеться в 2004 р. Проте майже щороку Венера проходить хоч і не через сонячний диск, але досить близько від нього, і тоді вона буває видно. у формі дуже вузького серпа, на зразок Місяця відразу після молодика. За законами перспективи освітлений Сонцем серп Венери мав би становити дугу рівно 180°, але насправді спостерігається довша світла дуга, що відбувається внаслідок відбиття та загинання сонячних променів в атмосфері Венери. Іншими словами, на Венері є сутінки, які збільшують тривалість дня і частково висвітлюють її нічну півкулю.

Склад атмосфери Венери поки що мало вивчений. У 1932 р. за допомогою спектрального аналізу в ній було виявлено присутність великої кількості вуглекислоти, що відповідає шару потужністю 3 км за стандартних умов (тобто при 0° і 760 мм тиску).

Поверхня Венери завжди видається нам сліпуче білою і без помітних постійних плям або контурів. Вважають, що в атмосфері Венери завжди знаходиться густий шар білих хмар, що цілком закриває собою тверду поверхню планети.

Склад цих хмар невідомий, але найімовірніше, що це водяні пари. Що знаходиться під ними, ми не бачимо, але зрозуміло, що хмари повинні стримувати спеку сонячного проміння, яке на Венері, що знаходиться ближче до Сонця, ніж Земля, було б інакше надмірно сильним.

Вимірювання температури дали для денної півкулі близько 50-60 ° тепла, а для нічної 20 ° морозу. Такі контрасти пояснюються повільністю обертання Венери біля осі. Хоча точний період її обертання невідомий через відсутність на поверхні планети помітних плям, але, мабуть, доба триває на Венері не менше ніж 15 діб.

Які шанси існування життя на Венері?

У цьому плані вчені розходяться. Деякі вважають, що весь кисень у її атмосфері хімічно пов'язаний і існує лише у складі вуглекислоти. Так як цей газ має малу теплопровідність, то в такому випадку температура біля поверхні Венери повинна бути досить високою, можливо навіть близькою до точки кипіння води. Цим можна було б пояснити присутність у верхніх шарах її атмосфери великої кількості водяної пари.

Зауважимо, що наведені вище результати визначення температури Венери відносяться до зовнішньої поверхні покриву хмари, тобто. до досить велику висоту над її твердою поверхнею. У всякому разі, треба думати, що умови на Венері нагадують теплицю або оранжерею, але, ймовірно, з ще значно вищою температурою.

Марс

Найбільший інтерес з погляду питання існування життя представляє планета Марс. Багато в чому він схожий на Землю. По плямах, які добре видно на його поверхні, встановлено, що Марс обертається біля осі, здійснюючи один оборот у 24 год. і 37 м. Тому на ньому існує зміна дня та ночі майже такої ж тривалості, як і на Землі.

Вісь обертання Марса складає з площиною його орбіти кут в 66°, майже такою самою, як і в Землі. Завдяки цьому нахилу осі на Землі відбувається зміна пір року. Очевидно, і на Марсі існує така ж зміна, але тільки кожну пору року на ньому майже вдвічі триваліша за нашу. Причина цього полягає в тому, що Марс, будучи в середньому в півтора рази далі від Сонця, ніж Земля, здійснює свій оборот навколо Сонця майже у два земні роки, точніше у 689 діб.

Найбільш виразна подробиця на поверхні Марса, помітна при розгляді його в телескоп, - біла пляма, яка за своїм становищем збігається з одним з його полюсів. Найкраще буває видно пляма біля південного полюса Марса, тому що в періоди своєї найбільшої близькості до Землі Марс буває нахилений у бік Сонця та Землі своєю південною півкулею. Помічено, що з настанням зими у відповідній півкулі Марса біла пляма починає збільшуватися, а влітку вона зменшується. Бували навіть випадки (наприклад, 1894 р.), коли полярна пляма восени майже зовсім зникала. Можна думати, що це сніг чи лід, що відкладається взимку тонким покривом біля полюсів планети. Що цей покрив дуже тонкий, випливає із зазначеного спостереження над зникненням білої плями.

Внаслідок віддаленості Марса від Сонця температура на ньому порівняно низька. Літо там дуже холодне, проте буває, що полярні сніги повністю стаюють. Велика тривалість літа не компенсує достатньою мірою нестачі тепла. Звідси випливає, що снігу випадає там мало, можливо лише на кілька сантиметрів, можливо навіть, що білі полярні плями складаються не зі снігу, а з інею.

Ця обставина перебуває у згоді з тим, що за всіма даними на Марсі мало вологи, мало води. Морів та великих водних просторів на ньому не виявлено. У його атмосфері вкрай рідко спостерігаються хмари. Саме помаранчеве забарвлення поверхні планети, завдяки якому неозброєному оку Марс представляється червоною зіркою (звідки і походить його назва на ім'я давньоримського бога. війни), більшістю "спостерігачів пояснюється тим, що поверхня Марса представляє безводну піщану пустелю, пофарбовану оксидами заліза.

Марс рухається навколо Сонця по витягнутому еліпсу. Завдяки цьому його відстань від Сонця змінюється у досить широких межах – від 206 до 249 млн. км. Коли Земля перебуває з тієї ж сторони Сонця, як і Марс, відбуваються звані протистояння Марса (бо Марс у цей час перебуває осторонь неба, протилежної Сонцю). Під час протистоянь Марс спостерігається на нічному небі за сприятливих умов. Протистояння чергуються в середньому через 780 днів, або через два роки та два місяці.

Однак далеко не в кожне протистояння Марс наближається до Землі на свою найкоротшу відстань. Для цього потрібно, щоб протистояння збіглося з часом найбільшого наближення Марса до Сонця, що буває лише кожне сьоме чи восьме протистояння, тобто приблизно через п'ятнадцять років. Такі протистояння називаються великими протистояннями; вони мали місце у 1877, 1892, 1909 та 1924 pp. Наступне велике протистояння буде у 1939 т. Саме до цих термінів і присвячені головні спостереження Марса та пов'язані з ними відкриття. Найближче до Землі Марс був у час - протистояння 1924 р., а й тоді його відстань від нас становила 55 млн. км. На ближчій відстані від Землі Марс ніколи не буває.

"Канали" на Марсі

У 1877 р. італійський астроном Скіапареллі, проводячи спостереження в порівняно скромний за своїми розмірами телескоп, але під прозорим небом Італії, виявив на поверхні Марса, крім темних плям, названих хоч і неправильно морями, ще цілу мережу вузьких прямих ліній чи смужок, які він назвав протоками (італійською canale). Звідси слово «канал» стало вживатися і іншими мовами для позначення цих загадкових утворень.

Скіапареллі в результаті своїх багаторічних спостережень склав докладну карту поверхні Марса, на якій нанесені сотні каналів, що з'єднують між собою темні плями «морей». Пізніше американський астроном Лоуелл, який побудував в Аризоні навіть спеціальну обсерваторію для спостереження Марса, виявив канали і темних просторах «морів». Він виявив, що як «моря», так і канали змінюють свою видимість в залежності від пори року: влітку вони стають темнішими, приймаючи іноді сіро-зелений відтінок взимку бліднуть і стають бурими. Карти Лоуелла ще докладніше за карти Скіапареллі, на них нанесено безліч каналів, що утворюють складну, але досить правильну геометричну мережу.

Для пояснення явищ, що спостерігаються на Марсі, Лоуелл розвинув теорію, яка набула широкого поширення, головним чином, серед любителів астрономії. Теорія ця зводиться до такого.

Помаранчеву поверхню планети Лоуелл, як і більшість інших спостерігачів, вважає піщаною пусткою. Темні плями «морів» він вважає за області, вкриті рослинністю – полями та лісами. Канали він вважає за мережу зрошення, проведену розумними істотами, що мешкають на поверхні планети. Однак самі канали нам із Землі не видно, тому що їхня ширина для цього далеко не достатня. Щоб бути видимими із Землі, канали повинні мати ширину не менше десятка кілометрів. Тому Лоуелл вважає, що ми бачимо лише широку смугу рослинності, яка розпускає своє зелене листя, коли власне канал, що пролягає в середині цієї смуги, наповнюється навесні водою, яка притікає від полюсів, де вона утворюється від танення полярних снігів.

Однак поступово почали виникати сумніви в реальності таких прямолінійних каналів. Найбільш показовою була та обставина, що спостерігачі, озброєні найпотужнішими сучасними телескопами, жодних каналів не бачили, а спостерігали лише надзвичайно багату картину різних деталей та відтінків на поверхні Марса, позбавлених, однак, правильних геометричних контурів. Лише спостерігачі, які користувалися інструментами середньої сили, бачили та замальовували канали. Звідси виникла сильна підозра, що канали становлять лише оптичну ілюзію (обман зору), що виникає при крайньому напруженні ока. Багато робіт та різних дослідів було проведено для з'ясування цієї обставини.

Найбільш переконливими є результати, отримані німецьким фізиком та фізіологом Кюлем. Їм було влаштовано спеціальну модель, що зображує Марс. На темному тлі Кюль наклеїв вирізаний ним зі звичайної газети гурток, на якому було розміщено кілька сірих плям, що нагадують за своїми контурами «моря» на Марсі. Якщо розглядати таку модель поблизу, то ясно видно, що вона є, - можна прочитати газетний текст і ніякої ілюзії не створюється. Але якщо відійти подалі, то при правильному освітленні починають з'являтися прямі тонкі смужки, що йдуть від однієї темної плями до іншої і не співпадають з рядками друкованого тексту.

Кюль докладно досліджував це.

Він показав, що три наявності багатьох дрібних деталей і відтінків, що поступово переходять один в інший, коли око не може вловити їх «про всі подробиці, виникає прагнення об'єднати ці деталі більш простими геометричними схемами, внаслідок чого і з'являється ілюзія прямих смужок там, де ніяких правильних обрисів немає. Сучасний видатний спостерігач Антоніаді, який водночас є гарним художником, малює Марс плямистим, з масою неправильних деталей, але без жодних прямолінійних каналів.

Можна подумати, що це питання краще вирішити три допомоги фотографії. Фотографічну платівку обдурити не можна: вона повинна, здавалося б, показати, що насправді є на Марсі. На жаль, це негаразд. Фотографія, яка у застосуванні до зірок і туманностей дала так багато, щодо поверхні планет дає менше, ніж бачить око спостерігача в той самий інструмент. Пояснюється це тим, що зображення Марса, отримане навіть за допомогою найбільших і довгофокусних інструментів, на платівці виходить дуже малих розмірів, - діаметром всього лише до 2 мм. Звичайно, на такому зображенні великих подробиць розібрати не можна. При сильному збільшенні таких фотографій виступає дефект, від якого так страждають сучасні любителі фотографії, що знімають апаратами типу «Лейка», а саме, зернистість зображення, яка затушовує всі дрібні деталі.

Життя на Марсі

Однак фотографії Марса, зняті через різні світлофільтри, з повною ясністю довели існування у Марса атмосфери, хоч і значно рідкішої, ніж у Землі. Іноді надвечір у цій атмосфері помічаються світлі точки, які, ймовірно, є купчастими хмарами. Але взагалі хмарність на Марсі незначна, що цілком узгоджується з малою кількістю води на ньому.

В даний час майже всі спостерігачі Марса згодні в тому, що темні плями "морей" дійсно представляють області, вкриті рослинами. Щодо цього теорія Лоуелла підтверджується. Однак тут до порівняно недавнього часу була одна перешкода. Питання ускладнилося температурними умовами на поверхні Марса.

Так як Марс знаходиться в півтора рази далі від Сонця, ніж Земля, він отримує в два з чвертю рази менше тепла. Питання про те, до якої температури може зігріти його поверхню така незначна кількість тепла, залежить від будови атмосфери Марса, що представляє собою шубу невідомої нам товщини і складу.

Нещодавно вдалося безпосередніми вимірами визначити температуру поверхні Марса. Виявилося, що в екваторіальних областях опівдні температура підвищується до 15-25 ° тепла, але надвечір настає сильне похолодання, а ніч, мабуть, супроводжується незмінними міцними морозами.

Умови на Марсі схожі на ті, які спостерігаються у нас на високих горах: розрідженість та прозорість повітря, значне нагрівання прямим сонячним промінням, холод у тіні та сильні нічні морози. Умови, без сумніву, дуже суворі, але можна вважати, що рослини акліматизувалися, пристосувалися до них, а також до нестачі вологи.

Отже, існування рослинного життя на Марсі можна вважати майже доведеним, але щодо тварин, а тим паче розумних, ми поки що нічого певного сказати не можемо.

Що стосується інших планет сонячної системи - Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна, то на них важко припускати можливість життя за такими підставами: по-перше, низька температура через дальність відстані від Сонця і, по-друге, отруйні гази, нещодавно відкриті у тому атмосферах,- аміак і метан. Якщо ці планети і мають тверду поверхню, то вона захована десь на великій глибині, ми ж бачимо лише верхні шари надзвичайно потужних атмосфер.

Ще менш ймовірне життя на найвіддаленішій від Сонця планеті - нещодавно відкритому Плутоні, про фізичні умови якого ми поки що нічого не знаємо.

Отже, зі всіх планет нашої сонячної системи (крім Землі) можна підозрювати існування життя на Венері та вважати майже доведеною наявність життя на Марсі. Але, звичайно, це все стосується теперішнього часу. З часом, при еволюції планет, умови можуть сильно змінитись. Про це через брак даних ми не говоритимемо.

Який може бути зв'язок між присутністю на планеті атмосфери та тривалістю її обороту навколо осі? Здавалося б, жодної. І все ж таки на прикладі найближчої до Сонця планети, Меркурія, ми переконуємося, що в деяких випадках такий зв'язок існує.

За силою тяжкості на поверхні Меркурій міг би утримувати атмосферу такого складу, як земна, хоча й настільки щільну.

Швидкість, необхідна повного подолання тяжіння Меркурія з його поверхні, дорівнює 4900 м/сек, а цієї швидкості за невисоких температурах не досягають найшвидші з молекул нашої атмосфери). Проте Меркурій позбавлений атмосфери. Причина та, що він рухається навколо Сонця на кшталт руху Місяця біля Землі, тобто звернений до центрального світила завжди однією і тією самою стороною. Час обходу орбіти (88 діб) дорівнює часу обороту навколо осі. Тому на одному боці Меркурія, — тому, що завжди звернене до Сонця, — безперервно триває день і стоїть вічне літо; з іншого боку, відвернутої від Сонця, панують безперервна ніч і вічна зима.

За таких надзвичайних кліматичних умов що має статися з атмосферою планети? Очевидно, на нічній половині під впливом страшного холоду атмосфера згуститься в рідину і замерзне. Внаслідок різкого зниження атмосферного тиску туди спрямує газова оболонка денної сторони планети і затвердіє у свою чергу. У результаті вся атмосфера має у твердому вигляді зібратися на нічному боці планети, вірніше — у тій її частині, куди Сонце зовсім не заглядає. Таким чином, відсутність на Меркурії атмосфери є неминучим наслідком фізичних законів.

З тих же міркувань, з яких неприпустиме існування атмосфери на Меркурії, ми повинні відкинути і здогад, що нерідко висловлюється, ніби є атмосфера на невидимому боці Місяця. Можна з упевненістю стверджувати, що якщо немає атмосфери на одному боці Місяця, то не може його бути і на протилежному). У цьому пункті розходиться з істиною фантастичний роман Уеллса «Перші люди на Місяці». Романіст припускає, що на Місяці є повітря, яке протягом суцільної 14-добової ночі встигає згуститись і змерзнути, а з настанням дня знову переходить у газоподібний стан, утворюючи атмосферу. Але нічого подібного відбуватися не може. «Якщо, — писав із цього приводу проф. О. Д. Хвольсон, - на темній стороні Місяця повітря твердне, то майже все повітря повинен перейти про світлої сторони в темну і там також замерзнути. Під впливом сонячних променів тверде повітря має перетворюватися на газ, який негайно переходитиме на темний бік і там твердітиме... Повинна відбуватися безперервна дистиляція повітря, і ніде і ніколи не може воно досягти скільки-небудь помітної пружності».

Встановлено навіть, що в атмосфері, точніше – у стратосфері Венери, багато вуглекислого газу – у десять тисяч разів більше, ніж у земній атмосфері.

Найближча до Сонця і найменша планета системи всього 0.055% від розміру Землі. 80% її маси становить ядро. Поверхня кам'яниста, порізана кратерами та лійками. Атмосфера сильно розріджена, складається із вуглекислого газу. Температура сонячної сторони становить +500оС, зворотного боку –120оС. Гравітаційного та магнітного поля на Меркурії немає.

Венера

Венера має дуже щільну атмосферу, що складається з двоокису вуглецю. Температура поверхні досягає 450оС, що пояснюється постійним парниковим ефектом, тиск близько 90 Атм. Розмір Венери дорівнює 0,815 розміру Землі. Ядро планети складено із заліза. На поверхні є невелика кількість води, а також безліч метанових морів. У Венери відсутні супутники.

Планета Земля

Єдина у Всесвіті планета, на якій існує життя. Майже 70% поверхні вкрито водою. Атмосфера складається із складної суміші кисню, азоту, вуглекислого та інертних газів. Гравітація планети має ідеальну величину. Якщо вона була б меншою – кисень би в, якщо більшою – водень зібрався б на поверхні, і життя не змогло існувати.

Якщо збільшити відстань від Землі до Сонця на 1% – океани замерзнуть, якщо зменшити на 5% – закиплять.

Марс

Через великий вміст окису заліза в ґрунті, Марс має яскраво червоний колір. Його розмір у 10 разів менший, ніж земний. Атмосфера складається із вуглекислого газу. Поверхня покрита кратерами та згаслими вулканами, найвищий з яких Олімп, його висота становить 21.2 км.

Юпітер

Найбільша із планет Сонячної системи. Більше Землі у 318 разів. Складається із суміші гелію та водню. Усередині Юпітер розсмажений, і тому у його атмосфері переважають вихрові структури. Має 65 відомих супутників.

Сатурн

Структура планети схожа з Юпітером, але насамперед Сатурн відомий завдяки системі кілець. Сатурн у 95 разів більший за Землю, але його щільність найменша серед Сонячної системи. Його щільність дорівнює щільності води. Має 62 відомих супутника.

Уран

Уран більший за Землю в 14 разів. Унікальний своїм обертанням «на боці». Нахил осі його обертання дорівнює 98о. Ядро Урана дуже холодне, оскільки віддає все тепло у космос. Має 27 супутників.

Нептун

Більше Землі у 17 разів. Випромінює велику кількість тепла. Виявляє невисоку геологічну активність, з його поверхні перебувають гейзери з . Має 13 супутників. Планету супроводжують так звані Нептунські троянці, які є тілами астероїдного характеру.

В атмосфері Нептуна міститься велика кількість метану, що надає йому характерного синього кольору.

Особливості планет Сонячної системи

Відмінною рисою планет Сонячної є факт їхнього обертання не тільки навколо Сонця, але ще й по своїй осі. Також усі планети більшою чи меншою мірою є теплими.

Пов'язана стаття

Джерела:

• Планети Сонячної системи

Сонячна система - сукупність космічних тіл, взаємодія між якими пояснюють закони гравітації. Сонце є центральним об'єктом Сонячної системи. Знаходячись від Сонця на різній відстані, планети обертаються майже в одній площині, в одному напрямку по еліптичних орбітах. 4,57 млрд років тому сталося народження Сонячної системи як результат потужного стиснення хмари газу та пилу.

Сонце - це величезна розпечена зірка, що переважно складається з гелію та водню. По еліптичних орбітах навколо Сонця обертається всього 8 планет, 166 місяців, 3 карликові планети. А також мільярди комет, малих планет, дрібних метеорних тіл, космічний пил.

Польський вчений та астроном Микола Коперник у середині XVI століття описав загальні характеристики та будову Сонячної системи. Він змінив існуючу тоді думку про те, що Земля – центр Всесвіту. Доказав, що центром є Сонце. Інші планети рухаються навколо нього певними траєкторіями. Закони, що пояснюють рух планет, сформулював Йоган Кеплер у XVII столітті. Ісаак Ньютон, фізик та експериментатор, обґрунтував закон всесвітнього тяжіння. Однак детально вивчити основні властивості та характеристики планет та об'єктів Сонячної системи змогли лише у 1609 році. Великим Галілеєм було винайдено телескоп. Цей винахід дозволяв на власні очі спостерігати за характером планет та об'єктів. Галілей зміг довести, що Сонце обертається довкола своєї осі, спостерігаючи рух сонячних плям.

Основні характеристики планет

Вага Сонця перевищує масу інших майже 750 разів. Сила тяжіння Сонця дозволяє йому утримувати довкола себе 8 планет. Їхні назви: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Усі вони обертаються навколо Сонця певною траєкторією. Кожна з планет має власну систему супутників. Раніше ще однією планетою, що обертається навколо Сонця, був Плутон. Але сучасні вчені з урахуванням нових фактів позбавили Плутон статусу планети.

З 8 планет найбільшою є Юпітер. Його діаметр приблизно 142800 км. Це перевищує діаметр Землі у 11 разів. Планети, що найближче знаходяться до Сонця, вважаються планетами земного типу, або внутрішніми. До них відносять Меркурій, Венеру, Землю та Марс. Вони, як і Земля, складаються з твердих металів та силікатів. Це дозволяє значно відрізнятися від інших планет, розташованих у Сонячній системі.

Другий тип планет - Юпітер, Сатурн, Нептун та Уран. Їх називають зовнішніми, чи юпітеріанськими планетами. Ці планети є планети-гіганти. Складаються переважно з розплавлених водню та гелію.

Майже навколо всіх планет Сонячної системи обертаються супутники. Близько 90% супутників зосереджено переважно на орбітах навколо юпітеріанських планет. Планети переміщаються навколо Сонця певними траєкторіями. Додатково у них відбувається обертання навколо власної осі.

Невеликі об'єкти Сонячної системи

Найчисленнішими і найменшими тілами в Сонячній системі є астероїди. Цілий пояс астероїдів розташований між Марсом та Юпітером, складається з об'єктів діаметром понад 1 км. Нагромадження астероїдів ще називають «астероїдним поясом». Траєкторія польоту деяких астероїдів дуже близько проходить від Землі. Кількість астероїдів у поясі – до кількох мільйонів. Найбільше тіло – карликова планета Церера. Це брила неправильної форми з діаметром у діаметрі 0,5-1 км.

До своєрідної групи малих тіл відносяться комети, які складаються переважно з уламків льоду. Від великих планет та їх супутників вони відрізняються невеликою вагою. Діаметр найбільших комет – лише кілька кілометрів. Зате всі комети мають величезні «хвости», що за обсягом перевершують Сонце. Коли комети близько підходять до Сонця, лід випаровується і внаслідок сублімаційних процесів навколо комети утворюється хмара пилу. Вивільнені частинки пилу під тиском сонячного вітру починають світитися.

Ще одним космічним тілом є метеор. Потрапляючи в орбіту Землі, він згоряє, залишаючи в небі слід, що світиться. Різновидом метеорів є метеорити. Це більші метеори. Їхня траєкторія руху іноді близько проходить біля атмосфери Землі. Через нестабільність траєкторії руху метеори можуть падати на поверхню нашої планети, утворюючи кратери.

Ще одним об'єктом сонячної системи є кентаври. Вони є кометоподібні тіла, що складаються з уламків льоду великого діаметра. За своїми характеристиками, будовою та характером руху вони вважаються і кометами та астероїдами.

За останніми даними наукових досліджень Сонячна система утворилася внаслідок гравітаційного колапсу. Внаслідок потужного стиснення утворилася хмара. Під дією гравітаційних сил із частинок пилу та газу утворилися планети. Сонячна система належить до Галактики Чумацький Шлях та віддалена від її центру приблизно на 25-35 тис. світлових років. Всюди у Всесвіті щомиті народжуються системи планет, подібні до Сонячної системи. І, дуже можливо, у них також є розумні істоти, подібні до нас.

Пов'язана стаття

Ті, хто продовжує вважати, що Сонячна система включає дев'ять планет, глибоко помиляється. Справа в тому, що в 2006 році Плутон був відрахований з великої дев'ятки і тепер належить до розряду карликових планет. Звичайних же залишилося вісім, хоча влада Іллінойсу законодавчо закріпила у своєму штаті за Плутоном колишній статус.

Інструкція

Після 2006 року звання найменшої планети став носити Меркурій. Для вчених він цікавий як через незвичайний рельєф у вигляді зубчастих укосів, що всипали всю поверхню, так і періоду обертання навколо своєї осі. Виявляється, він лише на третину менше часу повного обороту навколо Сонця. Це відбувається через сильну припливну дію світила, що сповільнило природне обертання Меркурія.

Друга далеко від центру тяжіння Венера знаменита своєю «гарячістю» - температура її атмосфери навіть більша, ніж у попереднього об'єкта. Ефект обумовлений наявною на ній парниковою системою, що виникла завдяки підвищеній щільності та переважанню вуглекислого газу.

Третя планета - Земля - ​​є місцем проживання людей, і поки що вона єдина, де точно зафіксовано присутність життя. У неї є те, чого немає у попередніх двох – супутник під назвою Місяць, який приєднався до нього незабаром після виникнення, а сталася ця знаменна подія близько 4,5 млрд років тому.

Найбільш войовничою сферою Сонячної системи можна назвати Марс: його колір червоний через високий відсоток у ґрунті оксиду заліза, геологічна активність закінчилася лише 2 млн років тому, а два супутники були залучені насильницьким чином з числа астероїдів.

П'ятий за віддаленістю від Сонця, але перший за розмірами Юпітер має незвичайну історію. Вважається, що він мав усі задатки до перетворення на коричневий карлик – невелику зірку, адже найменша з цієї категорії перевищує його в діаметрі лише на 30%. Великі, ніж є, габарити Юпітер вже не отримає: якби його маса підвищувалася, це призвело б до гравітації до збільшення щільності.

Сатурн єдиний серед решти має помітний диск – пояс Кассіні, що складається з оточуючих його дрібних об'єктів і уламків. Як і Юпітер, він належить до класу газових гігантів, але значно поступається за щільністю не тільки йому, а й земній воді. Незважаючи на свою «газоподібність», Сатурн має на одному зі своїх полюсів справжнє північне сяйво, а його атмосфера вирує ураганами та штормами.

Наступний за списком Уран, як і його сусід Нептун, відноситься до розряду крижаних гігантів: його надра містять у собі так званий «гарячий лід», що від звичайного відрізняється високою температурою, але не перетворюється на пару через сильне стискування. Крім «холодної» складової, на Урані є й низка гірських порід, а також складна структура хмар.

Замикає список Нептун, відкритий дуже незвичайним способом. На відміну від інших планет, виявлених методом візуального спостереження, тобто і складніші оптичні пристрої, Нептун помітили не відразу, а лише завдяки дивній поведінці Урану. Пізніше шляхом складних розрахунків було виявлено місцезнаходження впливу таємничого об'єкта, що на нього впливає.

Порада 4: Які планети сонячної системи мають атмосферу

Атмосфера Землі дуже відрізняється від атмосфер інших планет Сонячної системи. Маючи азотно-кисневу основу, земна атмосфера створює умови життя, якої, з певних обставин, може бути інших планетах.

Інструкція

Венера – найближча до планета, яка має атмосферу, причому такої високої густини, що ще Михайло Ломоносов у 1761 році стверджував про її існування. Присутність атмосфери у Венери настільки очевидний факт, що аж до ХХ століття людство перебувало під впливом ілюзії, ніби Земля і Венера є планетами-близнюками, і на Венері теж можливе життя.

Космічні дослідження показали, що все далеко не так райдужно. Атмосфера Венери на дев'яносто п'ять відсотків складається з вуглекислого газу і не випускає назовні тепло від Сонця, створюючи парниковий ефект. Через це температура на поверхні Венери становить 500 градусів за Цельсієм, і ймовірність існування життя на ній незначна.

Марс має схожу за складом з Венерою атмосферу, що так само складається в основному з вуглекислого газу, але з домішками азоту, аргону, кисню та водяної пари, щоправда, у дуже невеликих кількостях. Незважаючи на прийнятну температуру поверхні Марса у певний час доби, дихати такою атмосферою неможливо.

На захист прихильників ідей про життя на інших планетах, варто зазначити, що планетологи, дослідивши хімічний склад порід Марса, в 2013 році заявили, що 4 мільярди років тому на червоній планеті було за наявності супутніх йому космічних тіл, які утримуються силою тяжіння.

Початок у науковому дослідженні супутників Юпітера було покладено ще XVII столітті відомим астрономом Галілео Галілеєм. Він відкрив перші чотири супутники. Завдяки розвитку космічної індустрії та запуску міжпланетних дослідницьких станцій стало можливим відкриття дрібних супутників Юпітера. В даний час, ґрунтуючись на інформації космічної лабораторії НАСА, можна з упевненістю говорити про 67 супутників з підтвердженими орбітами.

Вважається, що супутники Юпітера можна згрупувати на зовнішні та внутрішні. До зовнішніх відносяться об'єкти, що знаходяться на значній відстані від планети. Орбіти внутрішніх розташовуються набагато ближче.

Супутники з внутрішніми орбітами, або як їх називають Юпітеріанські місяці - це досить великі тіла. Вчені помітили, що пристрій розташування цих місяців схожий на Сонячну систему, тільки в мініатюрі. Юпітер у разі виступає хіба що ролі Сонця. Зовнішні супутники відрізняються від внутрішніх своїми невеликими розмірами.

Серед найвідоміших великих супутників Юпітера можна відзначити ті, які відносяться до так званих супутників Галілея. Це Ганімед (розміри в км - 5262, 4,), Європа (3121,6 км), Іо. а також Калісто (4820, 6 км).

Відео на тему

Атмосферу мають Сонце, вісім із дев'яти планет (крім Меркурія) та три із шістдесяти трьох супутників. Кожна атмосфера має свій особливий хімічний склад і тип поведінки, що називається «погодою». Атмосфери ділять на дві групи: у планет земного типу щільна поверхня материків чи океану визначає умови на нижній межі атмосфери, а в газових гігантів атмосфера практично бездонна.

Про планети окремо:

1. У Меркурія практично немає атмосфери - лише вкрай розріджена гелієва оболонка з щільністю земної атмосфери на висоті 200 км. Імовірно, гелій утворюється при розпаді радіоактивних елементів у надрах планети. У Меркурія є слабке магнітне поле і немає супутників.

2.Атмосфера Венери складається в основному з вуглекислого газу (CO2), а також невеликої кількості азоту (N2) і парів води (H2O). У вигляді малих домішок виявлені соляна кислота (HCl) і плавикова кислота (HF). бар (як у земних морях на глибині 900 м); температура близько 750 К по всій поверхні і вдень, і вночі. крізь хмари її атмосфери і нагрівають поверхню планети, але теплове інфрачервоне випромінювання самої поверхні виходить крізь атмосферу назад у космос насилу.

3. Розріджена атмосфера Марса складається на 95% з вуглекислого газу і на 3% з азоту. У малій кількості присутні водяна пара, кисень і аргон. Середній тиск у поверхні 6 мбар (тобто 0,6% земного). При такому низькому тиску не може бути рідкої води. Середня денна температура 240 К, а максимальна влітку на екваторі досягає 290 К. Добові коливання температури близько 100 К. Таким чином, клімат Марса - це клімат холодної, зневодненої високогірної пустелі.

4. У телескоп на Юпітері видно хмарні смуги, паралельні екватору; світлі зони в них перемежуються червоними поясами. Ймовірно, світлі зони - це області висхідних потоків, де видно верхівки аміачних хмар; червоні пояси пов'язані з низхідними потоками, а також сполуки червоного фосфору, сірки та органічні полімери.

5.У телескоп диск Сатурна виглядає не так ефектно, як Юпітер: він має коричнево-помаранчеве забарвлення і слабо виражені пояси і зони. Причина в тому, що верхні області його атмосфери заповнені аміачним (NH3) туманом. тому температура його верхньої атмосфери (90 К) на 35 К нижче, ніж у Юпітера, і аміак перебуває в сконденсованому стані. знаходиться шар водяних хмар. Крім водню та гелію в атмосфері Сатурна спектроскопічно виявлені CH4, NH3, C2H2, C2H6, C3H4, C3H8 та PH3.

6.Атмосфера Урану містить в основному водень, 12-15% гелію і трохи інших газів. Температура атмосфери близько 50 К, хоча у верхніх розріджених шарах вона піднімається до 750 До вдень і 100 До вночі.

7.В атмосфері Нептуна були відкриті Велика Темна Пляма та складна система вихрових потоків.

8.У Плутона сильно витягнута і нахилена орбіта; в перигелії він наближається до Сонця на 29,6 а. У 1989 році Плутон пройшов перигелій; з 1979 по 1999 він був ближчим до Сонця, ніж Нептун. Однак з-за великого нахилу орбіти Плутона його шлях ніколи не перетинається з Нептуном. атмосфери в період проходження планетою перигелію, але її тиск у 100 000 разів менший за тиск земної атмосфери. Плутон не може довго утримувати атмосферу - адже він менший за Місяць.