Загадки космоса: планеты солнечной системы, которые вращаются против часовой стрелки

География

§ 5. Движения Земли

Вспомните

Что такое орбита планеты? Какую форму она имеет? Какая планета расположена ближе всех к Солнцу? Какое место по удаленности от Солнца занимает Земля? Заметно ли для человека ее движение?

По человеческим меркам Земля огромна. Она весит 6 000 000 000 000 000 000 000 т! Поэтому людям, живущим на Земле, трудно поверить, что такое огромное тело находится в постоянном движении. Два основных вида движения Земли, известных человечеству с давних времен, — вращение вокруг своей оси и вокруг Солнца.

Рис. 15. Вращение Земли вокруг своей оси

Вращение Земли вокруг своей оси. Землю часто сравнивают с огромным волчком, но, в отличие от волчка, ось Земли — воображаемая линия. Кроме того, земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°. Земная ось строго ориентирована в космическом пространстве. Ее северный конец направлен на Полярную звезду (рис. 15).

Точки пересечения воображаемой земной оси с поверхностью Земли называются географическими полюсами. Таких полюсов два — Северный и Южный.

Все объекты на земной поверхности вращаются вместе с Землей. Если наблюдать за нашей планетой из космоса со стороны Северного полюса, можно увидеть, что она вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, т. е. с запада на восток. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает примерно за 24 ч. Этот период называется сутками.

Географические следствия вращения Земли вокруг своей оси:

  1. Вращение Земли влияет на ее форму: она немного сплюснута у полюсов.
  2. Из-за вращения Земли все движущиеся по ее поверхности тела отклоняются в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево.
  3. Благодаря вращению Земли происходит смена дня и ночи.

Если бы земная ось не была строго ориентирована в пространстве, Земля двигалась бы беспорядочно «кувыркаясь».

Если Земля перестала бы вращаться вокруг своей оси и вокруг Солнца, она была бы обращена к Солнцу всегда одной стороной, на которой был бы вечный день. Температура на этой стороне Земли достигла бы 100°С и более, и вся вода испарилась бы. Неосвещенная сторона планеты превратилась бы в царство вечного холода, где в виде гигантской ледяной шапки скопилась бы земная влага.

Движение Земли вокруг Солнца. Вы уже знаете, что Земля движется вокруг Солнца по орбите со скоростью 30 км/с. Она удалена от Солнца почти на 150 млн км (рис. 16). Это расстояние — огромное по человеческим меркам и незначительное для космоса — оказалось наилучшим для возникновения жизни.

Рис. 16. Вращение Земли вокруг Солнца

Для удобства продолжительность года считают равной 365 суткам. Оставшиеся 6 часов суммируются и каждые 4 года образуют дополнительные сутки. Такие годы называются високосными, в них не 365, а 366 суток. В високосные годы в самом коротком месяце — феврале — не 28, а 29 дней.

Расчеты ученых показывают, что за все время существования Земли — 4,6 млрд лет — расстояние между ней и Солнцем оставалось практически неизменным.

Если бы Солнце перестало притягивать Землю, она бы улетела в космос в 40 раз быстрее пули! Если бы Земля двигалась по орбите медленнее, она не смогла бы противостоять притяжению Солнца и упала бы на него.

Если бы Земля находилась ближе к Солнцу, температура на ней была бы намного выше. На Венере, которая ближе к Солнцу на 42 млн км, температура около 500°С! Если бы Земля находилась дальше от Солнца, температура на ней была бы отрицательной. Марс удален от Солнца на 228 млн км и на его поверхности температура -60°С. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 сут. и 6 ч. Этот период называется годом.

Вопросы и задания

  1. Назовите два основных вида движения Земли.
  2. В какую сторону происходит вращение Земли вокруг своей оси?
  3. Назовите следствия вращения Земли вокруг своей оси.
  4. Назовите следствия вращения Земли вокруг Солнца.

Бывшая планета Плутон стала ретроградом, она не вращается против часовой стрелки

Девятая и самая дальняя планета Солнечной системы – Плутон в 2006 году была исключена из списка планет и получила из-за отсутствия на ней атмосферы, статус карликовой планеты, которых в Солнечной системе очень много.

Согласно гипотезам ученых возникновение Плутона произошло в результате столкновения какого-то космического объекта с планетой Нептун, вследствие чего из отколовшихся двух фрагментов образовались спутник Нептуна Тритон и карликовая планета Плутон. Оба объекта ретроградны и совершают вращение вокруг своей оси по часовой стрелке.

Сутки на Плутоне длятся 153 часа, а продолжительность года самая большая среди планет, известных ученым. Она равна 248 земным годам.

Формирование небесных систем

Когда галактика или планетная система формы, его материал имеет форму диска. Большая часть материала движется по орбите и вращается в одном направлении. Эта равномерность движения обусловлена ​​схлопыванием газового облака. Природа обвала объясняется сохранение углового момента. В 2010 году открытие нескольких горячие юпитеры с обратными орбитами поставили под сомнение теории о формировании планетных систем. Это можно объяснить, отметив, что звезды и их планеты образуются не изолированно, а в звездные скопления которые содержат молекулярные облака. Когда протопланетный диск сталкивается с облаком или крадет материал из облака, что может привести к ретроградному движению диска и соответствующих планет.

Почему Уран катится, а не вращается?

Еще одна планета, которая вызывает интерес астрономов из-за своей эксцентричной динамики вращения, — это Уран. Все планеты вращаются вокруг своей оси, хотя и с небольшим наклоном. Но Уран так наклонен, что он скорее катится, чем вращается! При наклоне 97o он имеет действительно уникальную ориентацию вращения. Более того, даже кольца и планеты Урана наклонены на одинаковую степень. Вращение, подобное колесу обозрения Урана, на протяжении десятилетий удивляло многих астрофизиков.

Один из уместных вопросов об Уране: почему он лежит на боку? Подобно гипотезе о вращении Венеры, исследователи утверждают, что в первые дни Уран двигался в нормальном прямом направлении. Но где-то в дальнейшем в него врезалось тяжелое небесное тело (больше, чем размер Земли), которое наклонило этого ледяного гиганта на 97o, а также привело к образованию колец и лун, которые вращаются вокруг него с таким же наклоном. Одно исследование, опубликованное в 2011 году, предполагает, что для получения такого результата поворота с наклоном потребовалось более одного удара.

У нас не так много информации об Уране, как о Венере. Это потому, что Уран находится далеко от Земли — примерно в 3 миллиардах километров. Есть только один космический корабль, который прошел мимо Урана, и это эпический «Вояджер-2», который оказался самым дальним созданным человеком объектом, который когда-либо путешествовал в космосе.

Многие физики полагают, что мы сможем узнать, почему Уран так наклонен вокруг своей оси, только если мы сможем исследовать его внутреннюю часть. А для этого нам потребуется измерение силы тяжести, которое возможно только при отправке орбитального аппарата на орбиту Урана. И как мы только что узнали, что только один космический корабль достиг Урана, то есть три десятилетия назад! Исследование Урана находится в поле зрения НАСА для будущих космических миссий. В ближайшем будущем мы сможем увидеть, как орбитальный аппарат наконец раскроет тайну эксцентричного вращения этой ледяной холодной планеты!

Краткое описание и характеристики Нептуна

После того как Плутон был исключен из списка планет, Нептун стал по расположению самым дальним от Солнца объектом планетарного типа в нашей системе. Он находится на расстоянии в среднем 4,5 млрд км от Звезды, свет которой идет сюда больше 4 часов.

Нептун летит в пространстве со скоростью 5,5 км/с, проходя полностью один орбитальный круг почти за 165 земных лет. Очередной местный год начался там в июле 2011 г. Смена сезонов на Нептуне тоже есть, каждое время года длится примерно по 40 лет.

Между Землей и планетой в разные периоды от 4,3 до 4,6 млрд км. Это не дает возможности землянам увидеть планету невооруженным глазом: нужен телескоп с минимум 200-кратным увеличением и 250-миллиметровой линзой. При наблюдении Нептун будет выглядеть шаром синего цвета. Окраска объясняется большим содержанием в газовой оболочке метана.

Планета Нептун при наблюдении в очень мощный телескоп с Земли. Credit: Skyscrapers, Inc.

16 часов длится оборот гиганта вокруг своей оси, и столько же времени движется вместе с планетой ее магнитное поле. Атмосфера из-за отсутствия у объекта твердой поверхности ведет себя иначе. Около экватора газовая оболочка совершает 1 оборот за 18 часов, около полюсов — за 12. Это объясняет возникновение нептунианских ураганов, самых сильных в Солнечной системе. Их скорость может достигать 600 м/с.

Самый крупный зафиксированный вихрь — Большое темное пятно размером около 13х6,5 тыс. км (что сопоставимо с габаритами Земли). Скорость ветров на его границах достигала сверхзвуковой. Пятно постоянно меняло свои очертания. Не понятно, насколько долго этот вихрь бушевал на планете.

Структура планеты Нептун. Credit: universetoday.ru.

Обнаружен он был зондом «Вояджер-2» только в 1989 г. Не ясно и точное время его исчезновения — отсутствие урагана зафиксировал в 1994 г. космический телескоп «Хаббл» при попытке сфотографировать объект.

Основные физические характеристики Нептуна:

  • средний радиус — 24,6 тыс. км;
  • масса — 100 скстлн т (секстиллион — 10 в 21 степени);
  • средняя плотность тверди — 1,6 г/куб. см.

Среди всех планет Солнечной системы Нептун — третий по массе и четвертый по диаметру. Он тяжелее Земли в 17 раз и в 4 раза больше ее по длине экватора.

Строение Нептуна напоминает Уран. Верхнюю часть планеты (до 20% ее массы) занимает газовая оболочка, ниже — мантия из смеси жидких метана и аммиака. Ученые называют нептунианскую мантию ледяной, но со льдом ее роднит только высокая плотность. В действительности это скорее кипящий океан с температурой +1700…+4700°С. Ниже мантии расположено ядро из солей кремния и чистого железа. Температура здесь достигает +5500°С.

В верхних слоях атмосферы Нептуна находятся преимущественно водород (80%) и гелий (20%). По мере приближения к поверхности в воздухе увеличивается содержание метана, придающего небесному телу синий цвет. Привычное явление для нижних слоев газовой оболочки — сероводородные и аммиачные облака.

Насколько опасен переворот планеты?

Лучше всего на этот вопрос ответит эксперимент в космическом вакууме! Нужно взять шар со смещённым центром тяжести из материала, смачиваемого водой. Погрузить его в жидкость, которая окутает шар каплей и, с минимальным ускорением, раскрутить его (не расплескав жидкость с поверхности), а потом отпустить в безвоздушное пространство.

Думаю, что в вакуумной камере наша модель Земного шара с океанами будет «кувыркаться по — Джанибековски» вместе с жидкостью!

Это покажет, будут ли при перевороте нашей планеты сильные возмущения гидросферы, атмосферы. А если вместо эксцентрика массы в шар поместить видеокамеру и выпустить в космос, мы увидим движение звёзд при «кувырке» Земли!

Международная ассоциация авторов научных открытий и Российская академия естественных наук подтвердили достоверность открытия мирового значения, и в 1997 году выдала ученому диплом под № 63. Многолетние опыты и расчеты позволили установить, что внутреннее ядро Земли под воздействием тяготения Луны и Солнца перемещается в магме по своеобразной орбите — траектории пятиугольной формы (по пентаграмме!).

Наши предки, несомненно, обладали эзотерическими знаниями о причинах катаклизмов, произошедших в далеком прошлом. Не зря же в оккультных науках используют пентаграмму для защиты от Сатаны, владения которого находятся в преисподней. Когда он вырвется на свободу (покинет пределы пентаграммы), тогда мир претерпит страшные опустошения.

Наклон оси вращения

О направлении кручения планет говорит наклон их осей. Под ним понимают угол между условной линией, вокруг которой происходит собственное вращение небесного тела, и перпендикуляром к эклиптике — плоскости, по которой пролегает околосолнечная орбита.

Если этот угол находится в диапазоне от -90 до +90°, считается, что у планеты прямое кручение, которое совпадает с общим направлением вращения подавляющего большинства космических тел.


Вращение планет вокруг оси. Credit: V-kosmose.com

Когда значение угла лежит в диапазоне 90-270°, вращение ретроградное.

Такой же наклон есть и у естественных лун планет, вращающихся вокруг Солнца.

Только у них оперируют иным углом — между осью вращения спутника и плоскостью, пересекающей его планету-хозяина по линии экватора.

4.1.2. Вращение Солнечной системы window.top.document.title = «4.1.2. Вращение Солнечной системы»;

Все планеты, астероиды, кометы вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Орбиты планет практически круговые, их плоскости мало наклонены к плоскости орбиты Земли. Только две планеты – Меркурий и Плутон – имеют орбиты с большим наклоном к эклиптике.

Модель 4.1.
Солнечная система

Орбиты же комет вытянутые, имеют большой эксцентриситет. Большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одном направлении, которое называется прямым. Однако Венера вращается в обратном направлении, а Уран вращается, как говорят, «лежа на боку».

Почти все спутники обращаются вокруг планеты в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. Исключение составляют спутники Юпитера, чьи названия заканчиваются на «е» – Карме, Синопе, Ананке, Пасифе, и спутник Нептуна Тритон. По-видимому, все они образовывались не вместе со своими планетами, а были захвачены ими позже.

Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты вращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Плутон со своим спутником Хароном.


Рисунок 4.1.2.1.Наклон осей вращения планет к плоскостям их орбит

От угла наклона экватора планеты к плоскости орбиты и от вытянутости орбиты планеты зависит смена времен года на планете. Наклон оси вращения планеты – это угол между осью вращения планеты и перпендикуляром к плоскости ее орбиты, или, другими словами, угол между плоскостью экватора планеты и плоскостью орбиты. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости ее орбиты на угол, равный примерно 23,5°. Если бы не было этого наклона, смены времен года на Земле не существовало бы. Регулярная смена времен года – следствие движения Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты. Аналогичная смена времен года происходит на Марсе.

Самые длинные сутки на Венере, они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты вращаются вокруг своей оси очень быстро. Продолжительность суток на Юпитере всего 9,92 часа.


Рисунок 4.1.2.2.Большие полуоси орбит планет хорошо следуют правилу Тициуса–Боде. Красным выделен теоретический график, синим – реальные размеры орбит

Одним из важнейших факторов, влияющих на климат планет, является солнечное излучение, падающее на планету. Солнечное излучение, падающее на планету, частично отражается в космическое пространство, частично поглощается. Поглощенная энергия нагревает поверхность планеты. Исключительно важным фактором, влияющим на климат планет, является наличие или отсутствие атмосферы. Атмосфера планеты влияет на тепловой режим планеты. Плотная атмосфера планеты влияет на климат несколькими путями:

  • парниковый эффект увеличивает температуру поверхности;
  • атмосфера сглаживает суточные колебания температуры;
  • движение воздушных масс (циркуляция атмосферы) сглаживает разность температур между экватором и полюсом.

В 1766 году Иоганном Тициусом, а в 1772 году независимо от него Иоганном Боде, была подмечена закономерность в ряде чисел, выражающих средние расстояния планет от Солнца, так называемое правило Тициуса – Боде:

где n = 1 для Меркурия, 2 для Венеры, 3 для Земли и так далее. В полученном ряду цифр место для пятой планеты отсутствовало. В 1781 году был открыт Уран. Формула для него предсказывала 19,6 а. е. Действительное значение среднего расстояния составило 19,19 а. е. Таким образом, правило давало практически правильные результаты для больших полуосей орбит.

Проявления ретроградности

Проградное и ретроградное движение планет

Ретроградность может проявляться как в движении планет, так и в движении других объектов планетных систем: спутников, астероидов, комет или звезд в кратных системах. Теоретически возможно существование и ретроградных колец. Кроме того, у многих небесных тел наблюдается ретроградное вращение вокруг своей оси. По современным теоретическим представлениям ретроградное движение или вращение вызвано либо катастрофическими столкновениями, либо гравитационным захватом. Особенно велика доля ретроградных орбит в последнем случае: теоретические моделирования показывают, что при гравитационном захвате наиболее вероятной финальной орбитой является орбита с ретроградным движением. Иногда ретроградность отмечают при наблюдениях движения планет Солнечной Системы на земном небе: во время “петлеобразного“ движения планеты Солнечной Системы могут двигаться, как в прямом, так и в обратном направлении.

Кроме того, возможны запуски искусственных спутников на ретроградные орбиты. Единственной страной, которая осуществляет запуски в ретроградном направлении (обратном вращению Земли) является Израиль. Это происходит по причине того, что Израиль отличается напряженными отношениями со своими соседями. В связи с этим запуски израильских ракет космического назначения происходят в западном направлении, над нейтральными водами Средиземного моря. В 1988-2016 годы Израиль произвел 10 подобных запусков в космос, 8 из них закончились успехом. В этих случаях спутники были выведены на орбиты с наклонением около 140 градусов. В дополнение часто встречаются полярные орбиты искусственных спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), у которых наклонения орбит незначительно превышают 90 градусов. У одной из самых часто используемых полярных орбит – солнечно-синхронной орбиты наклонение составляет 98 градусов. Отличительной чертой солнечно-синхронной орбиты является то, что для искусственного спутника на такой орбите не наблюдается теневых участков орбиты.

Первые примеры ретроградного движения небесных объектов Солнечной Системы были отмечены ещё в древнейшие времена. Так для известной кометы Галлея наклонение орбиты составляет 162 градуса, и наблюдения этой кометы отмечены задолго до нашей эры. Первое открытие ретроградного вращения произошло в конце 18 века (система планеты Уран). В середине 19 века был обнаружен первый пример спутника с ретроградной орбитой (Тритон – спутник Нептуна). В 2009 году было опубликовано открытие первой ретроградной планеты (транзитного горячего юпитера HAT-P-7b).

Представление крупнейшего спутника Сатурна

Титан сегодня беспокоит и занимает умы астрономического сообщества, хотя совсем недавно на это небесное тело, как и на другие подобные объекты Солнечной системы, мы взирали без особого энтузиазма. Только благодаря полетам межпланетных космических зондов обнаружилось, что на данном небесном теле существует жидкая материя. Оказывается, недалеко от нас существует мир с морями и океанами, с твердой поверхностью, окутанной плотной атмосферой, очень напоминающей по строению земную воздушную оболочку. Размеры спутника Сатурна тоже впечатляют. Его диаметр составляет 5152 км, на 273 км. больше чем у Меркурия – первой планеты Солнечной системы.

Масса Титана — 1,3452·10²³ кг. По этому показателю он уступает Меркурию, как и по плотности. Далекое небесное тело имеет низкую плотность — всего 1,8798 г/см³. Эти данные говорят в пользу того, что строение спутника Сатурна существенно отличается от строения планет земной группы, которые на порядок массивнее и тяжелее. В системе Сатурна – это самое крупное небесное тело, масса которого составляет 95% массы остальных 61 известных лун газового гиганта.

Титан и другие спутники Сатурна

Удачно и расположение крупнейшей Титана. Он бежит по орбите радиусом 1 221 870 км со скоростью 5,57 км/с и пребывает вне колец Сатурна. Орбита у этого небесного тела имеет практически круговую форму и находится в одной плоскости с экватором Сатурна. Период обращения Титана вокруг материнской планеты составляет почти 16 суток. Причем в этом аспекте Титан идентичен с нашей Луной, совершающей вращение вокруг собственной оси синхронно со своим хозяином. Спутник всегда повернут к материнской планете одной стороной. Орбитальные характеристики крупнейшей луны Сатурна обеспечивают на ней смену времен года, однако ввиду значительной удаленности этой системы от Солнца, времена года на Титане достаточно продолжительны. Последний летний сезон на Титане закончился в 2009 году.

Сезоны на Титане

Впервые фото поверхности спутника Сатурна удалось получить с помощью зонда «Гюйгенс», благополучно опустившегося на поверхность этого небесного объекта 14 января 2005 года. Уже беглый взгляд на снимки давал все основания считать, что перед землянами открывается новый загадочный мир, живущий своей космической жизнью. Это не Луна, безжизненная и пустынная. Это мир вулканов и метановых озер. Допускается, что под поверхностью находится обширный океан, возможно состоящий из жидкого аммиака или из воды.

Посадка «Гюйгенса»

Планеты в астрологии

Во все времена многие считали, что существует определённое влияние звёзд и планет на жизнь людей. Кроме того, есть зодиакальный круг, который оказывает воздействие на любую сферу жизнедеятельности. А поскольку все небесные объекты так или иначе связаны между собой, то значение и влияние планет также прослеживается. Но тут, наверное, всё зависит от вашей веры и взглядов.

По определению, астрология — это целое собрание практик, традиций и верований, которые описывают и предсказывают влияние небесных тел на жизнь человека, проблемы в мире и т.д.

Зодиакальный круг

Как правило, влияющими факторами на человеческий характер, темперамент, поступки и судьбу являются то, в каком положении и как движутся звёзды и планеты на небе относительно друг друга. Считается, что они оказывают воздействие на наше энергетическое поле, здоровье, от них зависит наше возможное будущее.

Прежде всего, в момент нашего рождения под определённым расположением светил, нам присваивается знак зодиака, а вместе с ним и конкретный набор характеристик. Вероятно, мы можем как-то изменить его, а возможно, как раз они меняют нас.

Воздействие столкновения

Одна из ранних гипотез, объясняющих, почему Венера вращается в обратном направлении, заключается в том, что миллионы лет назад, когда Венера вращалась в прямом движении, на нее сильно ударил гигантский астероид, который изменил свое направление. Эта гипотеза была опровергнута, когда группа исследователей, работавших над данными радара, обнаружила аномалии в этой идее во время собственного исследования. Они пришли к выводу, что возможности выдвинуть гипотезу о том, почему Венера вращается неправильно, ограничены исключительно на основе воображения. Труднее найти подтверждающие доказательства того же. Критики этого столкновение Согласно гипотезе, астероид, достаточно большой, чтобы повернуть Венеру вспять, будет достаточно сильным, чтобы уничтожить саму планету!

Третий закон Кеплера

Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Согласно третьему закону Кеплера, между периодом обращения планет вокруг Солнца и средним расстоянием от Солнца до планеты или спутника устанавливается связь. Этот закон выполняется как для планет, так и для спутников с погрешно­стью менее 1%.

Третий закон Кеплера

T1 и T2 — периоды обращения двух планет

a1 и a2 — большие полуоси орбит планет

На основании этого закона можно вычис­лить продолжительность года (времени полного оборота вокруг Солнца) любой планеты, если известно ее расстояние до Солнца.

Также можно проделать обратное — рассчитать орбиту, зная период обращения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector