Презентация по астрономии на тему "солнечная система как комплекс тел, имеющих общее происхождение"

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА КАК КОМПЛЕКС ТЕЛ, ИМЕЮЩИХ ОБЩЕЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕЕ

Общие характеристики планет

По физическим характеристикам восемь планет Солнечной системы можно разделить на две группы:

• планеты земной группы: Земля, Меркурий, Венера и Марс; планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
• планеты земной группы: Земля, Меркурий, Венера и Марс;
• планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Разделение планет на группы прослеживается сразу по трем характеристикам (размерам, плотности и массе), причем по плотности – наиболее чётко.

Венера

Юпитер

Меркурий

Уран

Земля

Марс

Сатурн

Нептун

Различие плотности тел двух групп планет объясняется различием их химического состава и агрегатного состояния.

Большая часть массы планет земной группы приходится на долю твердого состояния вещества – оксидов и других соединений тяжелых химических элементов: железа, магния, алюминия и других металлов, а также кремния и других неметаллов.

В твердой оболочке нашей планеты (литосфере) приходится свыше 90% её массы на долю железа, кислорода, кремния и магния.

Самыми многочисленными являются атомы кислорода.

Венера

Юпитер

Меркурий

Уран

Земля

Марс

Сатурн

Нептун

Различие плотности тел двух групп планет объясняется различием их химического состава и агрегатного состояния.

Малая плотность планет-гигантов (у Сатурна она меньше плотности воды) объясняется тем, что значительная часть их массы находится в газообразном и жидком состояниях.

В составе планет-гигантов преобладают водород и гелий. Этим они похожи на звезды.

Атмосфера планет-гигантов содержит различные соединения водорода, в частности метан и аммиак.

Венера

Юпитер

Меркурий

Уран

Земля

Марс

Сатурн

Нептун

Планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси,

чем планеты земной группы

На четыре планеты земной группы приходится всего 3 спутника,

на четыре планеты-гиганта – 158.

Нептун

Уран

Венера

Сатурн

Земля

Марс

Юпитер

Меркурий

63

1

2

56

13

0

0

26

Число известных спутников

Солнечная система как комплекс тел, имеющих общее происхождение

Согласно наиболее разработанной гипотезе, выдвинутой советским академиком Отто Юльевичем Шмидтом, Солнечная система сформировалась в результате длительной эволюции огромного холодного газопылевого облака.

Образование планет

по теории О. Ю. Шмидта

В пользу гипотезы Шмидта свидетельствуют многие научные данные.

• В последние годы вокруг нескольких звезд были обнаружены газопылевые облака, из вещества которых могут образовываться планеты.

Часть газопылевой туманности в созвездии Орла

Большая туманность Ориона

• Исследования далекого прошлого Земли говорят о том, что наша планета никогда не была полностью расплавленной.

Появление континентов

Все тела, которые в настоящее время составляют Солнечную систему, образовались примерно 4,5 - 5 млрд лет тому назад

Возраст наиболее древних пород, которые обнаружены в составе метеоритов, составляет примерно 4,5 млрд лет.

Породы такой же древности обнаружены в доставленных на Землю образцах лунного грунта.

Расчеты возраста Солнца дали близкую величину – 5 млрд лет.

Железный метеорит

Лунный метеорит

Облако, из которого образовались тела Солнечной системы, представляло собой смесь частиц, которые относились к трем компонентам: скальному, ледяному и летучему.

Именно из этих трех компонентов в различных соотношениях и состоят все тела Солнечной системы.

Вначале сжатие облака гравитационными силами привело к образованию центрального горячего ядра – будущего Солнца.

Оно захватило себе основную часть массы облака – примерно 90%.

Тяготение образовавшегося Солнца воздействовало на форму оставшейся части облака: оно становилось все более и более плоским диском.

В результате столкновений между собой частицы или разрушались, или объединялись в более крупные.

Возникали зародыши будущих планет и других тел.

Планетезимали сталкиваются и слипаются.

Некоторые тела растут быстрее других. Они возмущают орбиты прочих тел

Зародыши вычерпывают строительный материал и перестают расти

Миллиарды километровых планетезималей, сформировавшихся на стадии 2, собираются затем в тела размером с Луну или Землю. Небольшое их количество господствует в своих орбитальных зонах. Эти «олигархи» среди зародышей борются за оставшееся вещество.

ИСТОРИЯ РОЖДЕНИЯ МИРОВ

Основываясь на радиоизотопной датировке метеоритов и наблюдениях околозвездных дисков, ученые воссоздали историю формирования планет:       от 0 до 100 тыс. лет  — в центре диска формируется звезда, и в ней начинается ядерный синтез.       от 100 тыс. до 2 млн лет  — пылинки слипаются в планетные зародыши с массами от лунной до земной.       2 млн лет  — формируется первый газовый гигант и выметает астероиды первого поколения.       10 млн лет  — газовый гигант стимулирует формирование других гигантов и планет земного типа. К этому времени газа почти не осталось.       800 млн лет  — перегруппировка планет продолжается порядка 1 млрд. лет после своего начала

Формирование такого газового гиганта, как Юпитер, — важнейший момент в истории планетной системы. Если такая планета сформировалась, она начинает управлять всей системой. Но чтобы это произошло, зародыш должен собирать газ быстрее, чем он движется по спирали к центру

Формированию гигантской планеты мешают волны, которые она возбуждает в газе. Действие этих волн не уравновешивается, тормозит планету и вызывает ее миграцию в сторону звезды.

Планета притягивает газ, но он не может осесть, пока не остынет. А за это время она может довольно близко по спирали подойти к звезде. Гигантская планета может сформироваться далеко не во всех системах .

ЮНАЯ ПЛАНЕТА-ГИГАНТ захватывает газ из диска вокруг новорожденной звезды

  Вероятно, Юпитер начинался с зародыша, сравнимого по размеру с Землей, а затем накопил еще около 300 земных масс газа. Такой внушительный рост обусловлен различными конкурирующими механизмами. Гравитация зародыша притягивает газ из диска, но сжимающийся к зародышу газ выделяет энергию, и чтобы осесть, он должен охлаждаться. Следовательно, скорость роста ограничена возможностью охлаждения. Если оно происходит слишком медленно, звезда может сдуть газ обратно в диск прежде, чем зародыш образует вокруг себя плотную атмосферу. Самым узким местом в отводе тепла является перенос излучения сквозь внешние слои растущей атмосферы. 

Эта критическая масса зависит от эпохи. Чем раньше формируется планета, тем больше будет ее рост, поскольку в диске еще много газа. У Сатурна масса меньше, чем у Юпитера, просто потому, что он сформировался на несколько миллионов лет позже. Астрономы обнаружили дефицит планет с массами от 20 масс Земли (это масса Нептуна) до 100 земных масс (масса Сатурна). Это может стать ключом к восстановлению картины эволюции.       Результат:  Планета размером с Юпитер (или ее отсутствие).

ЮНАЯ ПЛАНЕТА-ГИГАНТ

  Если удалось сформироваться одному газовому гиганту, то он способствует рождению следующих гигантов. Многие, а возможно и большинство известных планет-гигантов имеют близнецов сравнимой массы. В Солнечной системе Юпитер помог Сатурну сформироваться быстрее, чем это произошло бы без его помощи. Кроме того, он «протянул руку помощи» Урану и Нептуну, без чего они не достигли бы своей нынешней массы. На их расстоянии от Солнца процесс формирования без посторонней помощи шел бы очень медленно: диск рассосался бы еще до того, как планеты успели бы набрать массу. 

Эволюция облака привела к тому, что основная масса вещества оказалась сосредоточенной в немногих крупных телах – больших планетах.

Во внутренней области Солнечной системы зародыши планет не могут расти, захватывая газ, поэтому они должны сливаться друг с другом. Для этого их орбиты должны пересекаться, а значит, что-то должно нарушить их первоначально круговое движение.

Когда образуются зародыши, их круговые или почти круговые орбиты не пересекаются.

Взаимодействие зародышей между собой и с гигантской планетой возмущает орбиты.

Зародыши объединяются в планету типа Земли. Она возвращается на круговую орбиту, перемешивая оставшийся газ и разбрасывая сохранившиеся планетезимали.

Под влиянием сильного нагрева из окрестностей Солнца улетучивались газы (в основном это самые распространенные во Вселенной – водород и гелий) и оставались лишь твердые тугоплавкие частицы.

Из этого вещества впоследствии сформировались Земля, ее спутник – Луна, а также другие планеты земной группы.

Вдали от Солнца летучие вещества намерзали на твердые частицы, относительное содержание водорода и гелия оказалось повышенным.

Объем периферийных частей облака был больше, а стало быть, больше и масса вещества, из которого образовались далекие от Солнца планеты.

Не всё вещество протопланетного облака вошло в состав планет и их спутников.

Оставшаяся его часть – это малые тела, одни «мигрируют» внутри планетной системы, другие – кометы – находятся в основном за ее пределами.

12 ноября 2014 на комету

Чурюмова-Герасименко

сел зонд Philae

Пылевой и ионный хвосты кометы Хейла-Боппа

Согласно современным представлениям, образование протопланетного облака связано с процессом формирования звезд.

Вопросы (с.82)

По каким характеристикам прослеживается разделение планет на две группы?

Вопросы (с.85)

• Каков возраст планет Солнечной системы?
• Какие процессы происходили в ходе формирования планет?

Домашнее задание

1) § 15, 16.

2) Задание 12 (с.82)

На основе данных приложения VI:

• определите, по какой из физических характеристик планеты наиболее чётко разделяются на две группы; сформулируйте основные отличительные особенности каждой группы планет.
• определите, по какой из физических характеристик планеты наиболее чётко разделяются на две группы;
• сформулируйте основные отличительные особенности каждой группы планет.

• Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 кл. : учебник/ Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут. - М.: Дрофа, 2013. – 238с
• CD-ROM «Библиотека электронных наглядных пособий «Астрономия, 9-10 классы». ООО «Физикон». 2003
• http:// bluenationreview.com/wp-content/uploads/2015/04/solarsystem1.jpg
• http:// kristof-blog.ru/picture14.png?i=8112&k=solnechnaya-sistema-kartinki
• http :// xreferat.com/image/1/1304729046_1.png
• https:// shyamsundar1988.files.wordpress.com/2012/12/planets.jpg
• http:// www.universetoday.com/wp-content/uploads/2009/06/dn9824-1_831.jpg
• https:// userscontent2.emaze.com/images/891fc095-aaec-4e13-ae03-c674251ae812/0e98c8e3ac477e7282d33fc1c32e8850.jpeg
• http:// osiktakan.ru/astr1/gipotez_shmidt2.jpg
• https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/96/Schmidt_OYu.jpg/330px-Schmidt_OYu.jpg
• http://www.infuture.ru/filemanager/pristine-example-second-stage-star-formation-lg(1). jpg
• http:// osiktakan.ru/astr1/big_nebul_orion_M42_and_M43.jpg
• http:// osiktakan.ru/astr1/M16_NGC_661_Eagle_sm.jpg
• http:// all-astrology.ru/wp-content/uploads/Zem1.jpg
• http:// ufonews.su/news49/785.jpg
• http:// interesnik.com/wp-content/uploads/2014/07/bscap00061-300x170.jpg
• http:// galspace.spb.ru/index382.file/1.jpg
• https://3.bp.blogspot.com/- LgacQjLFhv4/ToscqACuk1I/AAAAAAAAAB8/sH-sgw7F98E/s400/r361307_1667742.jpg
• http:// v-kosmose.com/wp-content/uploads/2016/01/lm_nwa2998b.jpg
• http:// v-kosmose.com/wp-content/uploads/2016/01/buddhism07_04.jpg
• http:// lfly.ru/wp-content/uploads/2015/12/sun5.jpg
• http://astrolog42.com/d/798590/d/21_system__solar__21__ 2000.jpg
• http:// solareclipse.org.ru/cosmos/wp-content/uploads/2011/06/062_BirthOfTheSun1.jpg
• http:// coldspringobservatory.org/NGC-2403-Web-File.jpg
• http:// v-kosmose.com/wp-content/uploads/2017/05/ZHiznennyiy-tsikl-zvezd.jpg