путешествие к звездам. Солнечная система
 Скачать 6.66 Mb.
|
|
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА, Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела – 9 планет (на сегодня 8 планет - Плутон исключена), более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра – электроны и протоны. Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных. Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце – обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и была Плутон. Расстояния в Солнечной системе принято измерять в единицах среднего расстояния Земли от Солнца, называемого астрономической единицей (1 а.е. = 149,6 млн. км). Например, среднее расстояние Плутона от Солнца 39 а.е., но иногда он удаляется на 49 а.е. Известны кометы, улетающие на 50 000 а.е. Расстояние от Земли до ближайшей звезды Кентавра 272 000 а.е., или 4,3 световых года (т. е. свет, движущийся со скоростью 299 793 км/с, проходит это расстояние за 4,3 года). Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 мин, а до Плутона – за 6 ч.  СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА. Девять больших планет показано в масштабе их относительного размера и положения орбит. Внутренние планеты (планеты земной группы) – это Меркурий, Венера, Земля и Марс. К планетам-гигантам относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Самая далекая планета – Плутон, теперь исключенная!!! Для работы детям: Для 1 - ой группы: Наша Галактика – Млечный путь. Интересные факты о галактике Млечный Путь У каждого человека свое представление о том, что же такое дом. Для некоторых это крыша над головой, для других дом - это планета Земля, каменистый шарик, который бороздит космическое пространство по своему замкнутому пути вокруг Солнца. Новые открытия и интересные факты о галактиках Вселенной Какой бы большой не казалась нам наша планета, она - всего лишь песчинка в гигантской звездной системе, размеры которой сложно себе представить. Эта звездная система – галактика Млечный путь, которую также по праву можно назвать нашим родным домом. Рукава галактики Млечный путь – спиральная галактика с перемычкой, которая проходит по центру спирали. Примерно две трети всех известных галактик – спиральные, а две трети из них имеют перемычку. То есть Млечный путь входит в список самых распространенных галактик. Спиральные галактики имеют рукава, которые простираются из центра, как колесные спицы, которые скручиваются по спирали. Наша Солнечная система расположена в центральной части одного из рукавов, который называется рукав Ориона.  Рукав Ориона когда-то считался небольшим "отростком" более крупных рукавов, таких как рукав Персея или рукав Щита-Центавра. Не так давно появилось предположение, что рукав Ориона действительно является ответвлением рукава Персея и не выходит из центра галактики. Проблема заключается в том, что мы не можем увидеть нашу галактику со стороны. Мы можем наблюдать только те вещи, которые находятся вокруг нас, и судить о том, какую же форму имеет галактика, находясь как бы внутри нее. Однако ученым удалось вычислить, что этот рукав имеет длину примерно 11 тысяч световых лет и толщину 3500 световых лет.  Сверхмассивная черная дыра Самые маленькие сверхмассивные черные дыры, которые ученым удалось открыть, примерно в 200 тысяч раз тяжелее Солнца. Для сравнения: обычные черные дыры имеют массу всего в 10 раз превышающую массу Солнца. В центре Млечного пути находится невероятно массивная черная дыра, массу которой сложно себе вообразить.  Последние 10 лет астрономы следили за активностью звезд на орбите вокруг звезды Стрелец А, плотном регионе в центре спирали нашей галактики. Основываясь на движении этих звезд, было определено, что в центре Стрельца A*, который скрыт за плотным облаком пыли и газа, находится сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4,1 миллионов раз больше массы Солнца! 10 интересных фактов о черных дырах (видео) Анимация, представленная ниже, демонстрирует реальное движение звезд вокруг черной дыры с 1997 по 2011 годы в районе одного кубического парсека в центре нашей галактики. Когда звезды приближаются к черной дыре, они делают петлю вокруг нее на невероятной скорости. Например, одна из этих звезд, S0-2 движется со скоростью 18 миллионов километров в час: черная дыра вначале притягивает ее, а затем резко отталкивает.  Совсем недавно ученые наблюдали, как облако газа приблизилось к черной дыре и было разорвано на куски ее массивным гравитационным полем. Части этого облака были поглощены дырой, а оставшиеся части стали напоминать длинные тонкие макаронины длиной более 160 миллиардов километров. Магнитные частицы Кроме наличия сверхмассивной всепоглощающей черной дыры, центр нашей галактики может похвастаться невероятной активностью: старые звезды умирают, а новые появляются на свет с завидным постоянством. Не так давно ученые заметили кое-что еще в галактическом центре – поток высокоэнергичных частиц, которые простираются на расстояние 15 тысяч парсек через галактику. Это расстояние равно примерно половине диаметра Млечного пути. Частицы невидимы невооруженным глазом, однако с помощью магнитного изображения можно заметить, что гейзеры из частиц занимают около двух третей видимой части неба:  Что же стоит за этим феноменом? Один миллион лет звезды появлялись и исчезали, питая никогда не останавливающийся поток, направленный к внешним рукавам галактики. Общий объем энергии гейзера в миллион раз превышает энергию сверхновой. Частицы движутся с невероятной скоростью. На основе структуры потока частиц астрономы построили модель магнитного поля, которое господствует в нашей галактике. Новые звезды Как часто в нашей галактике образуются новые звезды? Этим вопросом исследователи задавались долгие годы. Удалось нанести на карту районы нашей галактики, где присутствует алюминий-26, изотоп алюминия, который появляется в том месте, где рождаются или умирают звезды. Таким образом, удалось выяснить, что ежегодно в галактике Млечный путь рождается 7 новых звезд и примерно два раза за сто лет крупная звезда взрывается, образуя сверхновую.  Галактика Млечный путь не является производителем самого большого количества звезд. Когда звезда умирает, она выделяет в космос такое сырье, как водород и гелий. Через сотни тысяч лет эти частицы соединяются в молекулярные облака, которые в конечном итоге становятся настолько плотными, что их центр разрушается под их собственной гравитацией, образуя таким образом новую звезду.  Это похоже на своеобразную эко-систему: смерть питает новую жизнь. Частицы какой-то определенной звезды в будущем будут частью миллиарда новых звезд. В нашей галактике дела обстоят именно так, поэтому она эволюционирует. Это ведет к образованию новых условий, при которых повышается вероятность возникновения планет, похожих на Землю. Планеты галактики Млечный путь Несмотря на постоянную смерть и рождение новых звезд в нашей галактике, их количество подсчитано: Млечный путь является домом примерно для 100 миллиардов звезд. Основываясь на новых исследованиях, ученые предполагают, что вокруг каждой звезды вращается, по крайней мере, одна планета или более. То есть всего в нашем уголке Вселенной имеется от 100 до 200 миллиардов планет.  Ученые, которые пришли к такому выводу, изучали звезды типа красные карлики спектрального класса М. Эти звезды меньше нашего Солнца. Они составляют 75 процентов из всех звезд Млечного пути. В частности, исследователи обратили внимание на звезду Kepler-32, которая приютила пять планет. Как астрономы открывают новые планеты? Планеты, в отличие от звезд, трудно обнаружить, так как они не излучают свой собственный свет. Мы можем с уверенностью сказать, что вокруг звезды имеется планета, только тогда, когда она становится перед своей звездой и заслоняет ее свет.  Планеты звезды Kepler-32 ведут себя точно так же, как экзопланеты, вращающиеся вокруг других карликовых звезд M. Они расположены примерно на одном расстоянии и имеют похожие размеры. То есть система Kepler-32 является типичной системой для нашей галактики. Планеты, похожие на Землю Если в нашей галактике имеется более 100 миллиардов планет, сколько же из них планет, похожих на Землю? Оказывается, не так уж и много. Существуют десятки различных типов планет: газовые гиганты, планеты-пульсары, бурые карлики и планеты, на которых с неба падает дождь из расплавленного металла. Те планеты, которые состоят из каменных пород, могут располагаться слишком далеко или слишком близко к звезде, поэтому на Землю они вряд ли похожи.  Результаты последних исследований показали, что в нашей галактике, оказывается, больше планет земного типа, чем предполагалось раннее, а именно: от 11 до 40 миллиардов. Ученые взяли в качестве примера 42 тысячи звезд, похожих на наше Солнце, и стали искать экзопланеты, которые могут вращаться вокруг них в зоне, где не слишком жарко и не слишком холодно. Было обнаружено 603 экзопланеты, среди которых 10 соответствовали критериям поиска.  Анализируя данные о звездах, ученые доказали существование миллиардов похожих на Землю планет, которые им только предстоит официально открыть. Теоретически эти планеты способны поддерживать температуру для существования на них жидкой воды, которая, в свою очередь, позволит возникнуть жизни. Столкновение галактик Даже если в галактике Млечный путь будут постоянно образовываться новые звезды, она не сможет увеличиться в размерах, если не будет получать новый материал откуда-то еще. А Млечный путь действительно расширяется.  Ранее мы не были точно уверены, как именно галактике удается расти, но недавние открытия позволили предположить, что Млечный путь является галактикой-каннибалом, то есть в прошлом она поглощала другие галактики и, вероятно, будет делать это снова, по крайней мере, до тех пор, пока какая-нибудь более крупная галактика не поглотит ее. Две крупнейшие галактики столкнутся, подтвердили ученые Используя космический телескоп "Хаббл" и информацию, полученную благодаря сделанным на протяжении семи лет фото, ученые обнаружили звезды у внешнего края Млечного пути, которые движутся особым образом. Вместо того чтобы двигаться к центру или от центра галактики, как другие звезды, они как бы дрейфуют у края. Предполагается, что это звездное скопление – все, что осталось от другой галактики, которая была поглощена галактикой Млечный путь.  Это столкновение, по-видимому, произошло несколько миллиардов лет назад и, скорее всего, оно не последнее. Учитывая ту скорость, с которой мы движемся, наша галактика через 4,5 миллиарда лет столкнется с галактикой Андромеда. Влияние галактик спутников Хотя Млечный путь является спиральной галактикой, он представляет собой не совсем идеальную спираль. В его центре имеется своеобразная выпуклость, которая появилась в результате того, что молекулы газообразного водорода вырываются из плоского диска спирали.  В течение долгих лет астрономы ломали голову над тем, почему у галактики имеется такая выпуклость. Логично предположить, что газ втягивается в сам диск, а не вырывается наружу. Чем дольше они изучали этот вопрос, тем больше запутывались: молекулы выпуклости не только выталкиваются наружу, но и вибрируют на своей собственной частоте. Какое расстояние до ближайшей галактики? Что же может вызывать такой эффект? Сегодня ученые считают, что всему виной темная материя и галактики-спутники – Магеллановы Облака. Эти две галактики очень мелкие: вместе взятые они составляют всего 2 процента от общей массы Млечного пути. Этого не достаточно, чтобы иметь на него влияние. Однако когда темная материя движется через Облака, она создает волны, которые, очевидно, влияют на гравитационное притяжение, усиливая его, а водород под действием этого притяжения улетучивается из центра галактики.  Магеллановы Облака вращаются вокруг Млечного пути. Спиральные рукава Млечного пути под влиянием этих галактик как бы колышутся в том месте, где они проплывают. Галактики близнецы Хотя галактику Млечный путь можно назвать уникальной по многим параметрам, она не является большой редкостью. Во Вселенной спиральные галактики преобладают. Учитывая то, что только в поле нашего зрения находятся около 170 миллиардов галактик, можно предположить, что где-то имеются галактики очень похожие на нашу. А что если где-то существует галактика – точная копия Млечного пути? В 2012 году астрономы обнаружили такую галактику. У нее даже есть два небольших спутника, которые вращаются вокруг нее и точно соответствуют нашим Магеллановым Облакам. Кстати, всего 3 процента спиральных галактик имеют подобных компаньонов, век которых относительно недолог. Магеллановы Облака, скорее всего, растворятся через пару миллиардов лет.  Обнаружить настолько похожую галактику, имеющую спутники, супермассивную черную дыру в центре и такие же размеры – невероятная удача. Эта галактика получила название NGC 1073 и она настолько похожа на Млечный путь, что астрономы изучают ее, чтобы больше узнать о нашей собственной галактике. Например, мы можем увидеть ее со стороны и таким образом лучше представить себе, как выглядит Млечный путь. Галактический год На Земле год – это время, за которое Земля успевает сделать полный оборот вокруг Солнца. Каждые 365 дней мы возвращаемся в одну и ту же точку. Наша Солнечная система таким же образом вращается вокруг черной дыры, расположенной в центре галактики. Однако полный оборот она делает за 250 миллионов лет. То есть, с тех пор, как исчезли динозавры, мы сделали всего четверть полного оборота.  В описаниях Солнечной системы редко упоминается о том, что она движется в космическом пространстве, как и все в нашем мире. Относительно центра Млечного пути Солнечная система движется со скоростью 792 тысячи километров в час. Для сравнения: если бы вы двигались с такой же скоростью, то смогли бы совершить кругосветное путешествие за 3 минуты. Период времени, за который Солнце успевает сделать полный оборот вокруг центра Млечного пути, называется галактический год. Подсчитано, что Солнце пока прожило всего 18 галактических лет. Источник: listverse.com Перевод: Денисова Н. Ю. ВИДЕО- ролик «Млечный путь»: https://www.youtube.com/watch?v=QKTZ9sGgsWY#t=500 Для 3 – ей группы: Созвездия. Краткое описание. Яркие звёзды в созвездиях находятся на разном расстоянии от солнца. Звёзды, видимые на небесной сфере на небольших угловых расстояниях друг от друга, в трёхмерном пространстве могут быть расположены очень далеко друг от друга. Таким образом, в одном созвездии могут быть и очень близкие, и очень далёкие от Земли звёзды, никак друг с другом не связанные. Но в древние времена люди видели во взаимном расположении звёзд некоторую систему и группировали их в соответствии с ней в созвездия. В течение истории наблюдатели выделяли различное число созвездий и их очертания, а происхождение названий некоторых древних созвездий так и не выяснено до конца. До XIX века под созвездиями понимались не области неба, а группы звёзд, которые нередко перекрывались. При этом получалось, что некоторые звезды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые бедные звёздами области не относились к какому-либо созвездию. В начале XIX века между созвездиями были проведены границы на небесной сфере, ликвидировавшие «пустоты» между созвездиями, однако их чёткого определения по-прежнему не было, и разные астрономы определяли их по-своему. В 1922 году в Риме решением I Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза был окончательно утверждён список из 88 созвездий, на которые было разбито звёздное небо, а в 1928 году были приняты чёткие и однозначные границы между этими созвездиями, проведённые строго по кругам небесной сферы прямых восхождений и дугам склонений в экваториальной системе небесных координат на эпоху 1875.0. В течение пяти лет в границы созвездий вносились уточнения. В 1935 году границы были окончательно утверждены, и астрономы договорились, что больше изменять их не будут. Следует, однако, помнить, что на звёздных картах, составленных для эпох, не совпадающих с эпохой 1875.0, в частности, всех современных карт, из-за прецессии земной оси границы созвездий сдвинулись и уже не совпадают с координатами прямых восхождений и склонений.  Звёзды созвездия Ориона, видимые невооружённым глазом  Компоновка звёзд составляющих образ Ориона  Очертания созвездия Ориона в атласе Уранометрия (1603 год)  Современные границы участка созвездия Ориона Из 88 созвездий только 47 являются древними, известными западной цивилизации уже несколько тысячелетий. Они охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Остальные современные созвездия были введены в XVII—XVIII веках в результате изучения южного неба (в эпоху великих географических открытий) и заполнения «пустых мест» на северном небе. Названия созвездий могут быть связаны с реальными или вымышленными животными (Большая Медведица, Лев, Дракон и т.д.), героями греческих мифов (Кассиопея, Андромеда, Персей и т.д.), а также с названиями предметов, очертания которых образуют яркие звёзды созвездий (Северная Корона, Треугольник, Весы, Южный Крест и др.)[1]. Значение деления неба на созвездия для наблюдательной астрономии заключается в том, что характерные контуры, состоящих из наиболее ярких звёзд, легко запомнить, что позволяет, зная, в каком созвездии находится объект, быстрее найти его[1]. |