Малые тела Солнечной системы
презентация к уроку

Слайд 1

Малые тела солнечной системы В состав Солнечной системы, кроме самого Солнца и 8 объектов, имеющих статус планет, входит масса других объектов, также вращающихся по своим орбитам вокруг нашей звезды. По степени удаленности от Солнца, физическим свойствам, предполагаемому химическому составу и другим характеристикам малые небесные тела классифицируются на две большие группы – астероиды и кометы. Еще 10 лет назад Плутон входил в группу удаленных от Солнца планет, однако в 2006 году его исключили из планет-карликов, так как его размеры меньше размеров спутников других планет (Плутон в 5 раз меньше Земли и даже меньше Луны). Позже, благодаря тщательному исследованию Плутона и открытиям других планет-карликов, была выделена особая группа для объектов, занимающих промежуточную нишу между малой планетой и астероидом.

Слайд 2

Транснептуновые объекты (Эрида, Плутон) Для карликовых планет, которые были открыты после Плутона, и которые находятся дальше Плутона, ввели термин « транснептуновые объекты». Сюда отнесли большую группу планет-карликов, от которых расстояние до Солнца больше, чем расстояние от Нептуна до Солнца. Планетную группу ТНО образуют: собственно Плутон, объекты Церера, Макемаке , Эрида, Седна , Хаумеа и другие. Всего группу транснептуновых объектов, по последним данным составляют более 1400 объектов. Карликовой планетой принято считать объект, который обладает сферической формой (то есть, обладает достаточной силой гравитации, чтобы иметь эту форму), вращается вокруг Солнца и сам не является спутником какой-либо другой планеты. Группа ТНО объединяет: Объекты пояса Койпера (область от орбиты Нептуна и дальше в направлении от Солнца). В эту группу входят Плутон, Макемаке , Хаумеа и спутники Нептуна и Сатурна. Объекты рассеянного диска (удаленный «уголок» Солнечной системы, в котором, в основном, ледяные глыбы) Объекты облака Оорта (удаленная область СС, в существовании которой до сих пор сомневаются мировые ученые. В этой области, как полагают, рождаются долгопериодические кометы). Обособленные ТНО (планеты и иные тела, удаленные от Солнца настолько, что не испытывают гравитационного притяжения со стороны Нептуна).

Слайд 3

Астероиды (пояс астероидов)

Слайд 4

Астероид – планетоподобные тела, в силу малых размеров не наблюдаемые невооруженным глазом. Движутся по орбите вокруг Солнца. Основное скопление астероидов в Солнечной системе – область между орбитами Марса и Юпитера (главный пояс астероидов). В Солнечной системе, по различным оценкам, может находиться до 1,9 миллионов объектов в статусе астероида (для этого объекту нужно иметь размеры более 1 км в диаметре). Астероиды подразделяются на: Объекты, сближающиеся с Землей (пересекают земную орбиту под различными углами; исходя из расположения их орбит по отношению к земной орбите, делятся на 4 группы: Атиры , Атоны , Аполлоны и Амуры). Объекты, пересекающие орбиту Марса (пересекают орбиту Марса и попадают в его зону гравитации). Астероиды главного пояса (находятся в промежутке от орбиты Марса до орбиты Юпитера. Ученые склонятся к мнению о том, что в главном поясе астероидов должна была быть сформирована или когда-то существовала еще одна планета). Астероиды-троянцы (расположены в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 любых планет – в том числе, Земли) Астероиды-кентавры (расположены между орбитами Юпитера и Нептуна) Дамоклоиды (движутся по траекториям, напоминающим траектории комет ).

Слайд 5

КЛАССИФИКАЦИЯ АСТЕРОИДОВ Из основных характеристик астероидов стоит упомянуть показатели их цветности, отражательной способности поверхности и характеристики спектра отраженного солнечного света. Изначально эта классификация определяла только три основных класса астероидов: класс C — углеродные, 75 % известных астероидов; класс S — силикатные, 17 % известных астероидов; класс M — металлические, большинство остальных. Этот список был позже расширен, и число классов продолжает расти по мере изучения астероидов. Относительно высокая концентрация крупных и средних тел в центральной области главного пояса предполагает возможность их довольно частых, по астрономическим меркам, сокрушительных столкновений, происходящих не реже чем раз в десятки миллионолетий . При этом идет их дробление на отдельные фрагменты различных размеров. Впрочем, если астероиды встречаются на сравнительно небольших скоростях, возможен обратный процесс их «слипания», когда они объединяются в одно более крупное тело. В современную астрономическую эпоху, несомненно, доминируют дробление и рассеивание частей астероидов, но 4 млрд лет назад именно процессы укрупнения привели к образованию планет Солнечной системы. С тех пор дробление астероидных фрагментов с превращением их в метеороиды полностью изменило внешний вид главного пояса астероидов, наполнив его обширными шлейфами мельчайших крупинок и пыли из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров. Последствия подобного дробления, « перемеливания » и перемешивания с добавками, кроме астероидной, еще и пыли, выбрасываемой кометами, вызывают явление зодиакального света (слабое послезакатное и предрассветное свечение, наблюдаемое в плоскости эклиптики, имеющее вид расплывчатого треугольника).

Слайд 6

Углеродные астероиды . Подобные тела составляют более трех четвертей населения главного пояса и содержат большой процент элементарных углеродных соединений. Их количество особенно велико во внешних районах главного пояса. Внешне углеродистые астероиды имеют тусклый темно-красный оттенок, и их довольно трудно обнаружить. Видимо, главный пояс астероидов содержит довольно много таких тел, которые можно найти по излучению в невидимом инфракрасном диапазоне из-за наличия в них воды. Крупнейший представитель углеродистых астероидов — Гигея . Силикатные астероиды . Довольно распространенный класс астероидов — силикатные тела класса S, группирующиеся во внутренней части пояса. Их поверхность покрыта различными силикатами и некоторыми металлами, в основном железом и магнием, при полном отсутствии углеродных соединений. Все это результат значительных изменений, вызванных плавлением и разделением веществ . Металлические астероиды . Так еще называют метеороиды класса M главного пояса. Они богаты никелем и железом. Их около 10 % всех тел. Имея умеренную отражательную способность, эти объекты могут быть частями металлических ядер астероидов, вроде Цереры, возникших при формировании Солнечной системы и разрушенных во взаимных столкновениях. Поскольку кинетическая энергия столкновения астероидов способна достигать весьма существенных величин, их фрагменты могут разноситься по всей Солнечной системе, попадая и в атмосферу нашей планеты. Сегодня насчитываются десятки тысяч всяческих метеоритов, из которых практически все (99,8 %) прилетели из главного пояса астероидов.

Слайд 7

НОВЫЙ ИСТОЧНИК РЕСУРСОВ В задачах колонизации Солнечной системы астероидам отводится важная роль источника сырья для строительства и промышленного производства. Предполагается даже организовать транспортировку наиболее ценных астероидов на земную орбиту, где к тому времени будут работать космические металлургические предприятия. Астероиды главного пояса могут быть ценными источниками водяного льда, из которого возможно получение кислорода для дыхания и водорода как топлива. Ну и конечно же, космические геологи будущего надеются найти под тонкой коркой спекшихся базальтов разные редкие минералы и металлы, включая никель, железо, кобальт, титан, платину, молибден, родий и др. Астероиды — практически неисчерпаемые источники ресурсов, всего лишь одно железоникелевое тело класса M километрового диаметра может содержать пару миллиардов тонн руды, в несколько раз превышая годовой объем добычи ископаемого на Земле. Еще более перспективно расположение металлургического производства в космосе с вакуумной плавкой и переплавом различной продукции космической инфраструктуры, необходимой для дальнейшего исследования и освоения ближнего и в перспективе дальнего космоса.

Слайд 8

Кометы

Слайд 9

Кометы – наиболее протяженные тела Солнечной систем, движущиеся по вытянутой эллипсоиде вокруг Солнца и обладающие ядром (ком газа, камень либо спрессованная косметическая пыль) и хвостом (облако испаряющихся газов, плазма или дым). Предположительно, кометы «рождаются» и прилетают в Солнечную систему из облака Оорта , где находится огромное число мелких объектов. По неясным пока причинам некоторые из объектов могут изменить траекторию вращения и стать кометами. По мере приближения кометы к Солнцу хвост объекта увеличивается – космические льды в ядре тают и испаряются с большей интенсивностью. Приблизившись к Солнцу, ядро кометы может окончательно разрушиться. Ядра некоторых известных астрономам комет в несколько раз превышали Солнце по размерам.

Слайд 10

Комета выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Если кометы очень яркие, то их можно наблюдать невооруженным глазом. Они всегда имеют светящиеся длинные хвосты. Именно поэтому их назвали «кометы», что в переводе с греческого языка означает «хвостатые звезды». Голова, или, как еще называют, кома — самая яркая часть кометы . Внутри нее предполагается твердое ядро — огромный ком космической пыли, камней, замерзших газов и сложных химических соединений, накрепко спаянных космическим холодом. Его размеры по космическим масштабам просто ничтожны — километры или десятки километров. Массы комет невелики: они не превышают одной миллионной доли массы Земли. Предполагается, что на больших расстояниях от Солнца кометы представляют собой голые ядра, т. е. глыбы твердого вещества, состоящего из обыкновенного водяного льда н льда из метана и аммиака. В лед вморожены каменные и металлические пылинки и песчинки. При приближении к Солнцу этот очень грязный лед начинает испаряться, создавая вокруг ядра огромную газопылевую оболочку. Под действием давления солнечного света часть газов оболочки отталкивается в сторону, противоположную Солнцу, образуя хвост.

Слайд 11

Метеорные тела, пыль и газ

Слайд 12

Объекты меньшие по размерам, чем кометы, относятся к группе метеоров. По происхождению метеор может быть несгоревшим куском из ядра кометы, отнесенным солнечным ветром от ядра к хвосту. Некоторое время метеор сопровождает ядро кометы, затем, окончательно отделившись, переходит на орбиту кометы, и таких частиц, сопровождающих орбиту кометы, может быть миллионы, они образуют метеоритные потоки. При пересечении Землей орбиты какой-либо кометы, наша планета ходит в метеорный поток, и мелкие объекты влетают в околоземную атмосферу. Большая часть из них сгорает на большой высоте, некоторые падают на поверхность планеты в виде метеоритов. Наиболее известным метеоритным потокам присвоены названия, например, Персеиды или Леониды. Такие потоки пересекаются с земной орбитой через равные промежутки времени, поэтому определенные метеоритные дожди выпадают в одно и то же время. Встречаются также и метеоры-одиночки – они не образуют потоков.

Слайд 13

Метеоры Метеор — это световое явление, заключающееся во вспыхивании на различных высотах над земной поверхностью вторгнувшихся в атмосферу мельчайших твердых частиц. В темную безоблачную ночь можно наблюдать, как вдруг пролетит по небу «звезда» и мгновенно исчезнет. Это явление объясняется следующим образом. В земную атмосферу влетают с огромной скоростью мельчайшие твердые крупинки, весящие доли грамма. Эти крупинки в бесчисленном количестве движутся в межпланетном пространстве и почти непрерывно налетают на Землю. Их скорость в среднем составляет около 30—40 км/сек Их называют метеорными частицами и метеороидами . Влетев в земную атмосферу с огромной скоростью, метеорная частица встречает очень большое сопротивление воздуха. Поэтому она мгновенно нагревается до такой высокой температуры, что вскипает и превращается в раскаленный газ, быстро рассеивающийся в воздухе. Вот этот раскаленный, светящийся газ мы и замечаем в виде быстро мчащегося по небу метеора . После ярких метеоров на небе в течение нескольких секунд бывает виден слабый свет в виде тонкой ниточки. Метеоры пролетают в слое атмосферы на высоте от 55 до 120 км над поверхностью Земли. Таким образом, метеорные частицы никогда не достигают земной поверхности.

Слайд 14

Метеорные потоки При наблюдении за одним и тем же участком неба в течение часа или больше, в некоторые дни года можно заметить интересное явление: метеоры, появляясь на небе последовательно один за другим, вылетают как бы из одного места на небе и веером разлетаются во все стороны. То место на небе, откуда как бы вылетают метеоры, называется радиантом . За 1—3 часа наблюдений можно заметить множество метеоров. Все частицы потока летят в пространстве параллельно друг другу и кажутся нам разлетающимися только из-за перспективы. Ежегодно в известные дни Земля пересекает орбиты обильных метеорных потоков. В это время наблюдается особо частое появление метеоров в определенном участке неба. Метеорный поток называют по имени того созвездия, в котором расположен радиант потока. Потоки метеоров движутся по орбитам, по которым раньше двигались исчезнувшие кометы (доказали это итальянский ученый Скиапарелли и русский ученый Ф. А. Бредихин). Выяснилось, что потоки метеоров — это продукты постепенного распада кометных ядер. Иногда этот распад происходит не постепенно, а очень быстро. После частичного или полного распада ядра кометы перед ней, а еще больше вслед за ней, вдоль орбиты вытягивается вереница пылинок и мелких камешков — метеоров. Все они постепенно рассеиваются, и когда вереница их становится очень широкой, возможность встречи метеоров с Землей возрастает. Метеориты — это выпавшие на Землю метеороиды . Им приписываются названия по местности падения: Забродье , Хмелевка, Лаврентьевка и т. д. По химическому составу и структуре метеориты объединяют в три основные группы: каменные (аэролиты), железокаменные (сидеролиты) и железные (сидериты). Сидериты на 91% состоят из железа, на 8% — из никеля, остальное — примеси кобальта, меди, фосфора, серы и других элементов. Сидеролиты содержат около 55% железа, 19% кислорода, 12% магния, 8% кремния, 5% никеля и 1% примесей. Аэролиты содержат 47% кислорода, 21% кремния, 16% железа, 14% магния и 2% примесей, В настоящее время в мире собрано более 3000 метеоритов. Наиболее известные: железный метеорит Гоба , найденный в 1920 г. на территории Намибии (60 т); Тунгусский метеорит (массой 10 6 т влетел в атмосферу Земли 30 июня 1908 г. со скоростью 25 км/с). После взрыва Тунгусского метеорита было найдено множество остатков в виде оплавленных силикатных и железных шариков массой до 0,2 мг. Болид — это проникающий из межпланетного пространства в нижние слои атмосферы крупный метеорит .

Слайд 15

Межпланетная пыль

Слайд 16

Состав межпланетной пыли идентичен составу метеоритов, однако размеры части межпланетной пыли не превышает доли микрона. Пыль – это частицы, образованные в результате разрушения комет и астероидов. В ясную погоду на закате можно увидеть светлый конус на горизонте – поток света, сверкающий от обилия космических пылинок.