Коваленко Е.С., 2008
ВВЕДЕНИЕ.
Люди всегда интересовались и продолжают интересоваться миром. Откуда все взялось? Как все развивалось? Почему именно так, а не иначе?

К сожалению, ответов очень мало,  гораздо меньше, чем вопросов.

Возможно, ключом к пониманию происхождения человека станет понимание того, как возникла Вселенная, а, в частности, Солнечная система.

Цель этого реферата рассмотреть различные теории образования Солнечной системы, ее состав, а также взгляд современных ученых на проблему.
ТЕОРИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ.

Астрономы древности полагали, что Вселенная и Солнечная система существовали вечно и будут существовать еще столько же в неизменном виде. С появлением христианства возраст Солнечной системы значительно уменьшился.

Джордано Бруно первым предположил, что звезды, подобно Солнцу, окружены планетными системами, которые непрерывно рождаются и умирают.

Декарт.

Первая теория образования Солнечной системы, предложенная в 1644 г. Декартом, имеет заметное сходство с теорией, признанной в настоящее время. По представлениям Декарта, Солнечная система образовалась из первичной туманности, имевшей форму диска и состоявшей из газа и пыли.

Бюффон.

В 1745 г. Бюффон предложил свою теорию. По его мнению, однажды большая комета столкнулась с Солнцем, благодаря чему произошёл выброс солнечного вещества. Это вещество, разбившись на части, образовало планеты и их спутники. По Бюффону, спутники планет образовались ещё на той стадии, когда сами планеты были жидкими и имели значительную скорость вращения вокруг собственной оси. Из-за быстрого вращения от экваторов планет должны были отделяться частицы вещества, которое и пошло на образование спутников.

Джинс.

Гипотеза Джинса, главным образом, знаменита тем, что в ней вещество, из которого образовались планеты, появилось весьма интересным способом. По мнению Джинса, в далёком прошлом мимо Солнца на очень близком расстоянии пролетала некая звезда, которая своим гравитационным воздействием вырвала с поверхности нашего светила часть вещества. Это вещество, разбившись, в дальнейшем, на части, образовало планеты.

Но сегодня доказано, что подобный выброс не мог стать прародителем планет. Как и в ходе кометной катастрофы Бюффона, выброшенное вещество должно было бы вернуться на Солнце, или, в крайнем случае, оно было бы увлечёно проходившей мимо звездой, что, в итоге, повлекло бы падение солнечного вещества на неё. Доказано, что благодаря такому сближению звёзд образование значительного количества материи, вращающейся вокруг Солнца, невозможно.

Кант.

В середине XVIII века Эммануил Кант сформулировал гипотезу происхождения Солнечной системы из «первичной туманности», вращавшейся вокруг Солнца.

Кант приписывает Богу лишь создание самой материи и наделение её наблюдаемыми свойствами. Всё остальное развитие Мира происходит без участия Творца (деизм). Кант считал, что первоначально материя была сильно разряжена и составляла так называемый Хаос. Подобное начало, надо сказать, встречалось и в древнегреческих философских трудах. Хаос Канта состоял из мелких пылевых частиц, находящихся в покое. Этот покой мог быть лишь в самом начале, сразу после создания Хаоса Богом. После этого отправного момента материя приходит в движение, подчиняясь законам Ньютона. Более массивные частицы начинают из окружающего их пространства притягивать к себе легкие пылинки. Так в Хаосе появились первые сгущения материи.

Эти сгущения росли и объединялись в большие шары, из которых и образовались звёзды. Кант понимал, что, следуя только этой логике, он должен был завершить развитие Мира образованием только одного шара. Поэтому он наделил частицы материи ещё и свойством упругости: при столкновении частицы могли отскакивать друг от друга, меняя направление движения друг друга.

В процессе этих столкновений, как полагал Кант, вблизи каждого большого тела случайным образом должно начать преобладать одно направление движения. Как считал философ, двигаясь по параллельным траекториям, частицы меньше сталкиваются. Таким образом, вблизи каждого шара небольшое количество вещества вовлекается во вращение вокруг центрального тела. Траектории частиц проходят через центр большого шара и лежат в плоскости его экватора: центральное тело раскручивается в ту же сторону, что и большая часть частиц. Так у звёзд могут появиться планеты, а у планет - спутники, причём вращение всех тел одной системы (такой, как Солнечная) происходит в одном направлении.

Все звёзды в Мире Канта должны остыть, но упавшие на них планеты, объединение нескольких звёзд, наконец, падение их на центрально мировое Солнце разогреет всё вещество и породит новые клубы Хаоса. Так, в общих чертах, выглядит идея круговорота материи во Вселенной.

Лаплас.

В 1796 году. Лаплас выдвигает свою гипотезу по которой все начинается с очень горячей газовой туманности, с высокой скоростью вращения. Туманность, остывая, сначала сплющивается вдоль экваториальной плоскости, затем под действием силы всемирного тяготения сжимается и вследствие закона сохранения момента количества движения, вращается все быстрее и быстрее. Вследствие больших центробежных сил от него постепенно отделялись кольца. Разнообразные неустойчивости в движение частичек кольца, их взаимное притяжение приводят к слипанию частиц в планеты. Аналогично происходит образование системы спутников планет, причем пример Сатурна показывает, что иногда слипание частиц кольца могло и не произойти. Основные положения данной гипотезы: все вращается в одну сторону, совпадающую с первоначальным вращением туманности, траектории близки к круговым, а их плоскости близки к экваториальной плоскости туманности, по мере увеличения расстояния до центра период вращения увеличивается.

Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности.

Но отделение частиц от вращающейся туманности должно было происходить не кольцами, а непрерывно, иначе говоря, всё здание теории Лапласа рушится. Он избегал вмешательства Бога в жизнь Солнечной системы и всякого несоответствия своих предположений астрономическим наблюдениям. Впрочем, ему тонко намекали, что Солнце слишком медленно вращается сейчас, чтобы в прошлом от него могли отделяться кольца…

Принято называть общую концепцию “гипотезой Канта-Лапласа”, хотя во многих положениях гипотезы Канта и Лапласа расходятся.

В 1935 году Рассел предположил, что Солнце было двойной звездой. Вторая звезда была разорвана силами гравитации при тесном сближении с другой, третьей звездой. Девятью годами позже Хойл высказал теорию, что Солнце было двойной звездой, причем вторая звезда прошла весь путь эволюции и взорвалась как сверхновая, сбросив всю оболочку. Из остатков этой оболочки и образовалась планетная система

В сороковых годах ХХ века советский астроном Отто Шмидт предположил, что Солнце захватило при обращении вокруг Галактики облако пыли. Из вещества этого огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали.
СОВРЕМЕННАЯ ВЕРСИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЦА И ПЛАНЕТ.

В настоящее время общепризнанной является теория формирования планетной системы в четыре этапа.

Планетная система формируется из того же протозвездного пылевого вещества, что и звезда, и в те же сроки. Первоначальное сжатие протозвездного пылевого облака происходит при потере им устойчивости. Центральная часть сжимается самостоятельно и превращается в протозвезду. Другая часть облака с массой, примерно в десять раз меньше центральной части, продолжает медленно вращаться вокруг центрального утолщения, а на периферии каждый фрагмент сжимается самостоятельно. При этом стихает первоначальная турбулентность, хаотичное движение частиц. Газ конденсируется в твердое вещество, минуя жидкую фазу. Образуются более крупные твердые пылевые крупинки – частицы. Чем крупнее образовавшиеся крупинки, тем быстрее они падают на центральную часть пылевого облака.

Часть вещества, обладающая избыточным моментом вращения, образует тонкий газопылевой слой – газопылевой диск. Вокруг протозвезды формируется протопланетное облако – пылевой субдиск. Протопланетное облако становится все более плоским, сильно уплотняется.

Из-за гравитационной неустойчивости в пылевом субдиске образуются отдельные мелкие холодные сгустки, которые, сталкиваясь друг с другом, образуют все более массивные тела – планетезимали. В процессе формирования планетной системы часть планетезималей разрушилась в результате столкновений, а часть объединилась. Образуется рой допланетных тел размером около 1 км, количество таких тел очень велико – миллиарды.

Затем допланетные тела объединяются в планеты. Аккумуляция планет продолжается миллионы лет, что очень незначительно по сравнению со временем жизни звезды. Протосолнце становится горячим. Его излучение нагревает внутреннюю область протопланетного облака до 400 К, образовав зону испарения. Под действием солнечного ветра и давления света легкие химические элементы (водород и гелий) оттесняются из окрестностей молодой звезды. В далекой области, на расстоянии свыше 5 а.е., образуется зона намерзания с температурой примерно 50 К. Это приводит к различиям в химическом составе будущих планет.

Как только масса пропланеты достигает 1–2 масс Земли, она способна захватывать атмосферу. Протоюпитер буквально за сотню лет увеличил свою массу за счет захвата газов в десятки раз. Затем скорость аккреции падает, т.к. весь газ непосредственно на пути планеты уже вобран, а снаружи он поступает достаточно медленно (за счет диффузии).

В нашей Солнечной системе на периферии образовались планеты-гиганты, способные удержать возле себя газовые оболочки. Сначала сформировались ядра планет-гигантов, а затем планеты «нарастили» себе оболочку из водорода и гелия. Двухступенчатая модель образования гигантов подтверждается фактами. Массы ядер планет-гигантов примерно одинаковы. Количество водорода уменьшается с увеличением расстояния. Чем больше масса планеты, тем быстрее идет аккреция газа на нее. По современным расчетам, рост Юпитера продолжался десятки миллионов лет, а рост Сатурна – сотни миллионов. У планет-гигантов возникли собственные минидиски из газа и пыли, из которых затем сформировались кольца и многочисленные спутники.

При формировании Юпитера именно в районе его орбиты проходила граница конденсации водяных паров. По современным расчетам, на более близких расстояниях, в поясе астероидов, летучие вещества находились в газообразном состоянии. Это привело к тому, что рост допланетных тел в районе будущего Юпитера ускорился, а в районе пояса астероидов замедлился. Именно поэтому массивный Юпитер обогнал по скорости роста протопланету, более близкую к Солнцу. Но после своего «рождения» Юпитер стал тормозить образование этой планеты в поясе астероидов. Разогнанные тяготением планет-гигантов сгустки вещества выбрасывались на окраину Солнечной системы, где становились кометами. Гравитационные возмущения со стороны Юпитера и сейчас сильно воздействуют на астероиды.

Уран и Нептун росли еще медленнее. К тому времени газа в Солнечной системе из-за действия солнечного ветра осталось еще меньше, поэтому Уран и Нептун содержат меньше водорода в процентном содержании, чем Юпитер. Основными составляющими этих планет-гигантов являются вода, метан и аммиак.

В центре Солнечной системы сформировались менее массивные планеты. Здесь солнечный ветер выдул мелкие частицы и газ. А вот более тяжелые частицы, наоборот, стремились к центру. Рост Земли продолжался сотни миллионов лет. Ее недра прогрелись до 1000–2000 К благодаря гравитационному сжатию и участвовавшим в аккумуляции крупным телам (до сотен километров в поперечнике). Падение таких тел сопровождалось образованием кратеров с очагами повышенной температуры под ними. Другой и основной источник тепла Земли – распад радиоактивных элементов, в основном, урана. В настоящее время температура в центре Земли достигает 5000 К, что гораздо выше, чем в конце аккумуляции.

Солнечные приливы затормозили вращение близких к Солнцу планет – Меркурия и Венеры. С появлением радиологических методов был точно определен возраст Земли, Луны и Солнечной системы – около 4,6 млрд. лет.

Размеры орбит планет трудно представить на одном рисунке: настолько различны расстояния и размеры. Поэтому обычно сравнивают средние размеры и расстояния от Солнца планет земной группы, а потом – планет-гигантов. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты земной группы, состоящие, в основном, из горных пород и металлов – Меркурий, Венера, Земля и Марс.
СОЛНЦЕ.
Исследования послевоенных лет привели к некоторому прояснению нашего происхождения. Спустя миллиард лет после "большого взрыва" из смеси водорода и гелия, заполнявших все пространство, началось образование галактик. Первые звезды, образовавшиеся в те времена, все еще видны в шаровых скоплениях и в центрах галактик. Вслед за ними образовались спиральные рукава.

Наиболее массивные звезды, сформировавшиеся в самом начале, прошли очень быструю эволюцию, при которой водород превращался в более тяжелые элементы (в том числе углерод и кислород), а вновь образованное вещество выбрасывалось в окружающее пространство. Такие превращения и сейчас происходят в термоядерных реакциях, поставляющих всю энергию, излучаемую звездами.

Это вещество в свою очередь подвергалось локальному сжатию, приводящему к рождению новых звезд, и цикл повторялся. Солнце представляет собой звезду второго или третьего поколения.

Согласно Клейтону, сжатие, в результате которого образовалось Солнце, было вызвано сверхновой, которая, взрываясь, сообщила движение межзвездному веществу и, как метла, толкала его впереди себя; так происходило до тех пор, пока за счет силы тяготения не сформировалось стабильное облако, продолжавшее сжиматься, превращая собственную энергию сжатия в тепло.

Вся эта масса начала нагреваться, и за очень короткое время (десяток миллионов лет) температура внутри облака достигла 10 - 15 млн. градусов. К этому времени термоядерные реакции шли полным ходом и процесс сжатия закончился. Принято считать, что именно в этот "момент", от 4-х до 6-ти миллиардов лет назад,  родилось Солнце, и еще столько же времени будет излучать практически неизменный поток энергии вследствие протекающих в его недрах ядерных реакций

Солнце – это звезда, огромный газовый шар, в центре которого идут ядерные реакции. Основная доля массы Солнечной системы сосредоточена в нем – 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает гравитацией все объекты Солнечной системы, размеры которой не менее шестидесяти миллиардов километров.

В соответствии с законами звездной эволюции, Солнце превратится в красный гигант, и его радиус значительно увеличится, станет больше орбиты Земли. После этого газовая оболочка рассеется, и на месте Солнца останется белый карлик. Этот остаток нашего бывшего светила будет высвечивать запасы тепловой энергии в течение миллиардов лет, постепенно превращаясь в невидимый холодный объект. При этом температура на Земле сначала увеличится до 10 000°C, а затем уменьшится практически до абсолютного нуля.
ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ.
Меркурий ближе к Солнцу, чем Земля: среднее расстояние от Солнца составляет 0,387 а.е., а расстояние до Земли колеблется от 82 до 217 млн. км. Ось Меркурия почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, а сама орбита очень вытянута.

Средняя скорость движения Меркурия по орбите – 47,9 км/с. Из-за приливного воздействия Солнца Меркурий попал в резонансную ловушку. Измеренный в 1965 году период его обращения вокруг Солнца - 87,95 земных суток; период вращения вокруг оси - 58,65 земных суток. Три полных оборота вокруг оси Меркурий завершает за 176 суток. За тот же срок планета совершает два оборота вокруг Солнца.

Спутников Меркурий не имеет. Если они и были, то в процессе формирования планеты упали на протомеркурий. Планета имеет практически сферическую форму. Ускорение свободного падения на ее поверхности составляет g = 3,72 м/с2.

Масса Меркурия почти в 20 раз меньше массы Земли (3,3∙1023 кг), а средняя плотность почти такая же, как у Земли (5,43 г/см3). Радиус планеты составляет 2440 км. Меркурий меньше некоторых спутников Юпитера и Сатурна. У Меркурия есть слабое магнитное поле, которое было обнаружено космическим аппаратом «Маринер-10».

Высокая плотность и наличие магнитного поля показывает, что у Меркурия должно быть плотное металлическое ядро. По современным расчётам, плотность в центре Меркурия должна достигать 9,8 г/см3, радиус ядра составляет 1800 км (75 % радиуса планеты). На долю ядра приходится 80 % массы Меркурия.

День и ночь на Меркурии продолжаются по 88 суток, т.е. равны году планеты. Солнце восходит на востоке, поднимается крайне медленно (в среднем на один градус за двенадцать часов), достигает верхней кульминации (на экваторе – зенита) и так же медленно заходит. Но так происходит не везде. В некоторых местах Солнце после восхода вдруг останавливается, поворачивается обратно и заходит почти в той же точке, где взошло. Спустя несколько земных суток Солнце восходит снова в той же точке и уже надолго. Около захода картина повторяется в обратном порядке. Это явление получило название эффекта Иисуса Навина по имени библейского героя, умевшего останавливать Солнце. В некоторых местах восходы и захода Солнца наблюдаются дважды за сутки. На меридианах 0° и 180° можно видеть три захода и три восхода Солнца за одни солнечные сутки, которые длятся 176 земных суток.

Данные об атмосфере Меркурия указывает лишь на её сильную разрежённость. Давление у поверхности планеты в 500 миллиардов раз меньше, чем у поверхности Земли. Ее состав: 39% гелия, 41% нартия, 12% водорода и до 5 % - другие газы.
Венера.

Среднее расстояние до Солнца 0,723 а.е. Орбита практически круговая. Это самая близкая к Земле планета – расстояние до нее меняется от 40 до 259 миллионов километров.

Средняя скорость движения по орбите – 35 км/с. Период обращения по орбите – 224,7 земных суток, а период вращения вокруг оси – 243,02 земных суток. При этом Венера вращается в сторону, противоположную своему движению по орбите (если смотреть с северного полюса Венеры, планета вращается по часовой стрелке, а не против неё, как Земля и остальные планеты, исключая Уран). Это приводит к тому, что сутки на Венере продолжаются 116,8 земных суток (половину венерианского года). Таким образом, день и ночь на Венере длятся по 58,4 земных суток.

У планеты нет спутников. Ускорение свободного падения на поверхности составляет 8,87 м/с2. Венеру легко распознать, на небосводе, так как по блеску она намного превосходят самые яркие из звезд. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет. Венера так же, как и Меркурий, не отходит на небе на большое расстояние от Солнца.

Атмосфера планеты исключительно мощная: давление у поверхности оказалось равным 90 атмосфер. Высокая температура нижних слоёв атмосферы Венеры объясняется парниковым эффектом. Ее состав: 96 % углекислого газа, менее 4 % азота, менее 1% кислорода и менее 0,1% воды, кроме того, обнаружены примеси инертных газов (в первую очередь, аргона). Обнаружены следы кислорода, воды, хлорводорода и фторводорода.

У Венеры жидкое железное ядро, но в нем не возбуждается магнитное поле, вероятно, из-за медленного вращения Венеры. С помощью радаров на Венере были найдены горные вершины, имеющих явные следы потоков лавы. В настоящее время общее число вулканов на планете оценивают в 1600. Извержения вулканов порождают мощные электрические разряды.

Вулканизм на Венере свидетельствует об активности ее недр. Потоки жидкой мантии заперты толстой базальтовой оболочкой. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов.
Земля движется вокруг Солнца по близкой к круговой орбите, радиус которой – 149,6 млн. км – принят за 1 астрономическую единицу. Период обращения по орбите составляет 365,256 земных суток или 1 год. Средняя скорость движения по орбите – 29,8 км/с. Масса Земли равна 5,974∙10\24 кг, средняя плотность 5,515 г/см3. Экваториальный радиус планеты составляет R = 6 378 км. Земля имеет грушевидную форму, называемую геоидом. Ускорение свободного падения на поверхности составляет, в среднем, g = 9,78 м/с2: у полюсов больше, на экваторе меньше.

Из всей массы Земли кора составляет менее 1 %, мантия – около 65 %, ядро – 34 %. Вблизи поверхности Земли возрастание температуры с глубиной составляет примерно 20° на каждый километр. Плотность горных пород земной коры составляет около 3000 кг/м3. На глубине около 100 км температура примерно 1800 К.

Основные составляющие атмосферы Земли – азот (78%) и кислород (21%). Остальные газы: водяной пар, углекислота, неон, метан, водород и другие – составляют около 1 %. Земная атмосфера не пропускает жесткое коротковолновое излучение. Одним из важнейших газов, поглощающих ультрафиолетовые лучи, является озон.

Магнитное поле Земли похоже на поле однородной намагниченной сферы с магнитной осью, наклоненной на 11,5° к оси вращения Земли. Южный магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим полюсом, северный магнитный полюс Земли расположен в Антарктиде.

Большую часть поверхности Земли (более 2/3) занимает Мировой океан, оставшаяся треть приходится на сушу. Условия на поверхности Земли заметно отличаются от других планет: нигде, кроме как на Земле, нет воды в жидком состоянии, нет атмосферы, богатой кислородом.

Луна – единственный спутник Земли и единственный внеземной мир, который посетили люди. Она вращается вокруг Земли по орбите, большая полуось которой равна 383 398 км
Марс обращается вокруг Солнца по орбите радиусом 1,524 а.е. за 687 земных суток. Орбита Марса вытянута, расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 миллион километров, а энергия, которую получает Марс, изменяется в 1,45 раза. Расстояния от Земли меняется от 56 до 400 миллионов км. Период вращения вокруг оси равен 24,62 часа – всего на 41 минуту больше периода вращения Земли.

Масса планеты составляет 6,4∙10\23 кг, плотность равна 3,94 г/см3, а радиус в два раза меньше, чем у Земли, – 3 397 км. Ускорение свободного падения на поверхности планеты составляет g = 3,72 м/с2.

По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. На Марсе зарегистрировано слабое магнитное поле

Основная составляющая атмосферы – углекислый газ (95 %), зимой углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. Остальной объем приходится на азот (2,5%), аргон (до 2%), воду (до 0,1%) и угарный газ (0,06%).

Для Марса характерен резкий перепад температур. Поверхность имеет красноватый цвет из-за больших примесей окислов железа.

В 1877 году Асаф Холл из Вашингтонской обсерватории открыл два маленьких спутника Марса – Фобос и Деймос. Спутники Марса намного меньше Луны. Они бесформенны и совсем невелики, рассмотреть их в небольшой телескоп трудно. Природа спутников Марса остается неясной, но по фотографиям «Маринера-9» можно предположить, что и Фобос, и Деймос – каменные тела. Некоторые ученые полагают, что эти спутники – захваченные Марсом астероиды, возможно даже образовавшиеся раньше, чем большие планеты.
Юпитер - самая большая планета. Период вращения вокруг оси – 9 часов 55 минут. Из-за действия центробежных сил Юпитер заметно сплющен. Так как Юпитер – не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части вращаются быстрее, чем приполярные области. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите, следовательно, на планете нет смен времен года.

Масса планеты равна 1,9∙10\27 кг, радиус R = 11,2 R = 71 492 км. Вместе с тем, Юпитер весьма разрежен: его плотность равна 1,33 г/см3, что в четыре раза меньше плотности Земли. Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности Юпитера составляет g = 2,53.

Юпитер обладает собственным источником тепла, связанным с радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся в результате сжатия. Если бы он нагревался только Солнцем, температура верхних слоев была бы равной 100 К, измерения же дают 140 К.

Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы,  так же в атмосфере содержатся аммиак и ацетилен. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху – облака из оледеневшего аммиака; под ним – кристаллы сероводорода аммония и метана, а в самом низком слое – водяной лед и, возможно, жидкая вода. Атмосфера создает гигантское давление, увеличивающееся при приближении к центру планеты.

Магнитное поле Юпитера огромно, даже в пропорции с величиной самой планеты – оно простирается на 650 миллионов километров (за орбиту Сатурна!).

Сейчас у Юпитера известно 28 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. Европа, Ио, Каллисто и Ганимед были открыты еще Галилеем.
Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее в телескоп или изучать снимки «Вояджеров». Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другими объектами Солнечной системы. Они состоят из тысяч и тысяч небольших твердых частиц из камней и льда, которые вращаются вокруг планеты.

Период вращения вокруг оси составляет 10 часов 14 минут. Так как Сатурн – не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области: на полюсах один оборот совершается примерно на 26 минут медленнее. Средний период обращения вокруг оси – 10 часов 40 минут.

Масса Сатурна равна 5,6850∙10\26 кг, радиус намного больше радиуса Земли: R=60268км. Плотность ρ = 0,70 г/см3. Сатурн имеет одну интересную особенность: он – единственная планета в Солнечной системе, чья плотность меньше плотности воды. Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности составляет g = 9,44 м/с2

Атмосфера Сатурна состоит почти полностью из водорода (89%), гелия (11%) и прочих газов, в т.ч. азота.  Очень сильны ветра – около 500 м/с на экваторе.

Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим (давление достигает около 3 миллионов атмосфер). Движение металла создает мощное магнитное поле. В центре планеты находится массивное железо-каменное ядро. Минимальная температура на Сатурне – 82 К.

Известны 30 спутников, большинство которых состоит из льда. Двенадцать из них открыты за последние несколько лет.
Уран едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи, его нетрудно обнаружить в бинокль (если вы знаете точно, куда смотреть). Среднее расстояние планеты от Солнца равно 19,187 а.е., период обращения по орбите – 84,048 лет. Звездные сутки на Уране длятся 17 часов 14 минут. Уран вращается, как говорят, «лежа на боку». Причины «лежачего» обращения Урана неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из полюсов Урана – северный. Сейчас все больше полагают, что такое положение Урана – результат столкновения с большим небесным телом, возможно, крупным астероидом, на ранних стадиях формирования Урана.

Масса Урана в 14,5 раз больше массы Земли. Его радиус огромен: более 25 тыс. км, в 4 раза больше радиуса Земли. Плотность Урана ρ = 1,30 г/см3. Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности планеты g = 9,67 м/с.

Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление – 6 миллионов атмосфер.

Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана.

У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли и более 20 спутников.
Нептун -  восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру среди планет. Он очень удален от Солнца. Период обращения по орбите 164,491 лет. Период вращения вокруг оси 15,8 часов. Масса планеты равна 1,03∙1026 кг, т.е. в 17 раз больше массы Земли. Радиус планеты составляет 24 764 км – около четырех земных радиусов. Плотность ρ = 1,76 г/см3. Ускорение свободного падения на уровне верхнего облачного слоя планеты: 11,2 м/с2.

Температура атмосферы Нептуна выше, чем у Урана, и составляет около 60 К. Следовательно, он имеет собственный внутренний источник тепла – он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели получает от Солнца. Строение и набор составляющих Нептун элементов, вероятно, почти такие же, как на Уране: различные «льды» и отвердевшие газы с содержанием около 15 % водорода и небольшого количества гелия. В отличие от Юпитера с Сатурном Нептун, возможно, не имеет четкого внутреннего расслоения. Но скорее всего, у него есть небольшое твердое ядро, равное по массе Земле.

Атмосфера Нептуна – это, по большей части, водород (80%) и гелий (15%) с небольшой примесью метана (1 %) и других газов. Синий цвет Нептуна является результатом поглощения красного света в атмосфере. На планете - самые быстрые в Солнечной системе ветры, достигающие 700 км/час.

Предполагается, что магнитное поле Нептуна возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое, находящемся на расстоянии 13 тысяч км от центра планеты.

У плнеты около 8 спутников.
Плутон имеет самую вытянутую орбиту. Наиболее близкая к Солнцу точка орбиты находится на расстоянии 4447 млн. км от Солнца, а наиболее удаленная – на расстоянии 7392 млн. км. Среднее расстояние от Солнца равно 39,23 а.е. Период вращения вокруг оси равен 6,39 суток.

Плутон в 6 раз легче Луны: его масса равна 1,5∙10\22 кг. Плотность ρ = 1,7 г/см3. Ускорение свободного падения g = 0,06 м/с2.

У Плутона имеется разреженная атмосфера, в которой определяются метан, аргон, неон. Давление на поверхности меньше земного в 7 тысяч раз. По видимому, он состоит из льда, перемешанного со скалистыми породами.

В конце XX века появились сомнения, имеет ли смысл считать Плутон планетой. В настоящее время Плутон не относят к планетам.
СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
В номере журнала Science от 2 марта 2001 г. опубликована статья, посвященная исследованиям двух метеоритов, недавно найденных в Антарктиде и в Африке. Авторами этой статьи являются специалисты Стэндфордского отделения Института геологических исследований и исследований окружающей среды, Гавайского университета, Лондонского музея естественной истории и Института Карнеги. Эти метеориты исследовались самыми разными методами, в том числе с применением электронного микроскопа. Они относятся к классу хондритов - примитивных метеоритов, составленных из тысяч крошечных круглых частичек, называемых "хондры". Хондры считаются одними из самых старых объектов в солнечной системе. Предполагается, что они образовались на первых этапах формирования нашей солнечной системы. В состав большинства хондр входят силикаты и металлы, которые могли образоваться только при очень высоких температурах.

Согласно общепринятой теории, хондры возникли около 4,5 млрд лет назад как пылевые шарики в районе нынешнего астероидного пояса. Тогда температура там составляла около 371 градусов С. По действием световых вспышек и ударных волн температура пылевые шарики на короткое время нагревались до 1600 градусов С и плавились, в результате чего образовывались хондры размером порядка 1 мм.

Но в 1996 г. астроном Фрэнк Шу (Frank Shu) из Калифорнийского университета предложил другую теорию, которая была создана, основываясь на снимках районов образования новых звезд, полученных с помощью космического телескопа Hubble. Стало ясно, что большинство новых звезд образуются из огромных вращающихся дисков газа и пыли. Эти диски постепенно сжимаются, и при этом начинают вращаться все быстрее и быстрее. Массы устремляются к центру этого диска как в воронку. И в этом центре температура достигает 1600 градусов С и выше, что вполне достаточно для плавления металлов и испарения большинства твердых веществ. Вращающийся диск также может выбрасывать мощные струи газа, способные забросить продукты реакции из центра диска далеко в космос со скоростью в несколько сотен км/сек.

Фрэнк Шу считает, что хондры в нашей солнечной системе образовались вблизи горячего центрального диска, где зарождалось само Солнце, а не в относительно холодном астероидном поясе за сотни миллионов километров от центра. Согласно его теории, пылевые частицы были расплавлены Солнцем, а затем выброшены в космос мощными струями газа и потоками солнечного ветра. Часть из этих хондр оказалась в районе астероидного пояса, а другая часть стала исходным материалом при образовании планет солнечной системы.

Авторы новой статьи в журнале Science полагают, что теория Шу имеет все основания быть правильной. Это доказывают исследования метеоритов HH 237 и QUE 94411. Метеорит HH 237 размером с грейпфрут был найден в Северной Африке, а QUE 94411 размером с грецкий орех - в районе горы Королевы Александры в Антарктиде. В большинстве метеоритов, относящихся к классу хондритов, содержание металла составляет 7-10% по объему, а в вышеупомянутых метеоритах железа и никеля гораздо больше - 70% объема. Анализ этого железно-никелевого сплава показал, что он образовался в результате конденсации из горячего газа, имевшего температуру около 1370 градусов С. Причем процесс этот происходил в течение 2-3 дней, а образованные металлические гранулы должны были очень быстро выкинуты из области их возникновения. То есть все совпадает с теорией, предложенной Фрэнком Шу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
На мой взгляд, тема реферата представляет большой интерес для множества людей, и, конечно же, для ученых. Познание мегамира – очень сложная, но интересная задача.

С каждым годом исследователи все ближе подбираются к раскрытию тайны зарождения мира. Возможно, мы так никогда и не сможем понять, откуда все взялось.

Но надежда всегда есть.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА.
http://news.cosmoport.com/2001/03/05/5.htm

http://www.college.ru/

http://www.zvezdi-oriona.ru/187528.htm

            http://www.astronet.ru/db/msg/1172988/ev201.htm