Космос, галактики, звезды

В ясную погоду можно насчитать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь очень небольшая часть тех звезд и других космических объектов, которые существуют в нашей области мира...

В безлунные ночи хорошо виден Млечный Путь, протянувшийся от одной сторо­ны горизонта до другой. Он кажется скоплением светящихся туманных масс. Но сто­ит направить на Млечный Путь телескоп, и мы сразу обнаружим, что он состоит из множества звезд. Эта звездная система, к которой принадлежит и наше Солнце, по­лучила название Галактики

Изучать нашу Галактику необычайно сложно. Это одна из труднейших задач науки. Ведь мы находимся внутри этой Галактики и не можем ни вылететь за ее пределы, ни побывать в различных ее точках. Тем не менее, наука преодолевает эти трудности.

И сегодня мы уже достаточно уверенно можем говорить о том, как же выглядит наш звездный остров. В центре его находится ядро, окруженное множеством звезд. От него отходит несколько могучих спиральных ветвей...

Наша Галактика столь ве­лика, что ее размеры нелегко себе представить: от одного ее края до другого свето­вой луч путешествует около 100 тысяч земных лет.

Большая часть звезд нашей Галактики сосредоточена в гигантском “диске” толщиной около 1500 световых лет. На расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Галактики расположено наше Солнце.

Основное “население” Галактики - звезды. Мир этих небесных тел необыкновен­но разнообразен. И хотя все звезды - раскаленные шары, подобные Солнцу, их физи­ческие характеристики различаются весьма существенно. Есть, например, звезды гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце.

Еще большей плотностью обладают так называемые нейтронные звезды. Нейтронная звезда - это громадное атомное ядро. Существование нейтронных звёзд было теоретически предсказано еще в 30-х годах. Однако обнаружить их удалось только в 1967 году по необычному импульс­ному радиоизлучению.

Звезды обладают различными поверхностными температурами - от несколь­ких тысяч до десятков тысяч градусов. Различен и цвет звезд. Срав­нительно “холодные” звезды - с температурой около 3-4 тыс. градусов - красно­ватого цвета. Наше Солнце, поверхность которого “нагрета” до 6 тысяч градусов, обладает желто-зеленым цветом. Самые горячие звезды - с температурой, превосходя­щей 10 - 12 тысяч градусов, - белые и голубоватые.

Температура поверхности Солнца составляет около 6000 C⁰.

Звезды обычно кажутся нам неподвижными. Но это лишь видимость. Так, нам кажется, что Солнце движется по небу относительно неподвижной Земли, а на самом деле наша планета вращается вокруг дневного светила. Нам кажется, что Солнце и Луна имеют примерно одинаковые размеры, а в действительности Солнце во много раз больше естественного спутника Земли, но расположено гораздо дальше Луны...

Движутся и звезды. Но для того чтобы заметить их перемещение, надо сравнивать положение звезд на небе через достаточно длительные промежутки времени, например через десятки лет.

Один из самых грандиозных физических процессов во Вселенной - вспышки так называемых новых и сверхновых звезд. В дей­ствительности звезда существует и до вспышки. Но в какой-то момент под действием бурных физических процессов такая звезда неожиданно увеличивается в объеме, “раздувается”, сбрасывает свою газовую оболочку и в течение нескольких суток выделяет чудовищную энергию, светя, как миллиарды солнц. Затем, исчерпав свои ресурсы, эта звезда постепенно тускнеет, а на месте вспышки остается газовая ту­манность.

Наше Солнце – “одинокая” звезда. Она лишена подобных себе горячих спутни­ков. Но во Вселенной есть двойные, тройные и более сложные звездные системы, члены которых связаны друг с другом силами взаимного притяжения и обращаются вокруг общего центра масс. Некоторые скопления содержат десятки, сотни и тысячи звезд. А число звезд в больших шаровых скоплениях достигает даже сотен тысяч.

Межзвездное пространство тоже не пусто. Оно заполнено газовыми и пылевыми частицами, которые в некоторых местах образуют гигантские облака - туманности, светлые и темные.

Звезды, составляющие Галактику, движутся вокруг ее центра по очень сложным орбитам. С огромной скоростью - около 250 км/сек. несется в ми­ровом пространстве и наше Солнце, увлекая за собой свои планеты. Солнечная систе­ма совершает один полный оборот вокруг галактического центра за 180 млн. лет.

Ближайшие к нашей Галактике звездные системы удалены от нас на расстояние около 150 тыс. световых лет. Они видны на небе Южного полушария как малень­кие туманные пятнышки.

Наша Галактика и другие соседние звезд­ные системы образуют Местную систему галактик. В ее состав входит 16 галактик, а поперечник ее равен 2 млн. световых лет. Исследования показывают, что звездные острова, галактики - типичные объекты Вселенной. Астро­номам теперь известно великое множество галактик во всех участках небесной сферы.

Галактики имеют разнообразную форму и строение. Есть галактики шаровые и эллиптические, галактики в форме диска, спиралевидные, подобно нашей, наконец, галактики неправильной формы. В области, доступной современным средствам астрономических исследований, насчитываются миллиарды галактик. Их совокупность ученые назвали Метагалактикой.

Вселен­ная - это вовсе не простая совокупность небесных тел, в ней постоянно происходят чрезвычайно сложные и многообразные физические процессы.

И именно с этой точки зрения изучение Вселенной представляет наибольший интерес для современного естествознания. Космос - бесконечно разнообразная ла­боратория, где можно изучать такие состояния материи, такие физические условия и процессы, которые недостижимы у нас на Земле.

Стремительный прогресс науки и техники в период научно - технической револю­ции, современниками которой мы являемся, ведет ко все новым и новым открыти­ям, все более глубокому проникновению в самые сокровенные тайны природы, к дальнейшему познанию фундаментальных законов мироздания. И Вселенная в наше время становится все более важным источником уникальной информации о явлениях природы.

Галактики разбегаются от нас во всех направлениях и, чем дальше находится та или иная галактика, тем с большей скоростью она движется. Происходит общее расширениеМетагалактики, которое совершается таким образом, что скорость взаимного удаления двух звездных систем тем выше, чем больше расстояние между ними.

Картину взаимного разбегания галактик можно мысленно повернуть вспять, и тогда мы придем к выводу, что в отдаленном прошлом, около 15-20 миллиардов лет назад, материя находилась в ином состоянии, нежели в нашу эпоху. Тогда не было еще ни звезд, ни планет, ни туманностей, ни галактик. Вся материя была сосредоточе­на в очень плотном компактном сгустке горячей плазмы - смеси элементарных частиц вещества и излучения. Затем произошел взрыв этого сгустка и началось его расширение, в процессе которого образовались сначала атомы, а затем звезды, галак­тики и все другие космические объекты.

Так возникла теория расширяющейся Вселенной - одна из наиболее впечатляю­щих научных теорий XX столетия. Представления о неизменной, стационарной Все­ленной уступили место новым представлениям о Вселенной, меняющейся с течением времени. Это был новый, чрезвычайно важный шаг в познании свойств окружающего нас мира. Дальнейшие исследования показали, что различные нестационарные явле­ния вообще играют важную роль в современной Вселенной.

Теория предсказывала, что, когда в процессе расширения температура среды упадет до нескольких тысяч градусов, она станет прозрачной для электромагнитных волн. Тогда электромагнитное излучение как бы “оторвется” от вещества и посте­пенно заполнит все пространство Вселенной. И действительно, в середине 60-х годов реликтовое излучение удалось зарегистрировать.

Исследование его физических свойств показало, что первоначальное вещество действительно обладало чрезвычайно высокой температурой. Тем самым было полу­чено наблюдательное подтверждение справедливости теории горячей расширяющей­ся Вселенной. Существование реликтового излучения - очень важное, решающее подтверждение того фундаментального факта, что мы, в самом деле, живем в расширяющейся Метагалактике.

Следовательно, Вселенная не всегда была такой, как в современную эпоху. Она изменяется с течением времени; ее прошлое не тождественно настоящему, а настоя­щее - будущему. Таким образом, когда-то нашей Вселенной вообще не существова­ло, хотя и тогда была материя, из которой она впоследствии образовалась. Материаль­ный мир вечен, а Вселенная - его часть, выделенная человеком. В процессе своей по­знавательной и практической деятельности человек выделяет, вычленяет из беско­нечно разнообразного материального мира определенные объекты, явления, связи, взаимодействия. Это как бы конечный “срез” бесконечно разнообразного мира - наша Вселенная, или, как ее иногда называют Вселенная естествоиспытателя.

Если в первой половине XX столетия астрофизики интересовались главным об­разом изучением тех свойств космических объектов, которые характеризуют их современное состояние, то в последние десятилетия астрофизика превратилась в эво­люционную науку, в центре внимания которой находятся закономерности происхож­дения и развития космических объектов.

Если мы будем знать закономерности эволюционных процессов, то сможем прогнозировать развитие космических явлений и будущие состояния космических объектов, исходя из их современных состояний. А это задача, имеющая не только чисто теоретическое, но и огромное практическое значение: ведь в физическом отноше­нии мы сами являемся частью Вселенной и наше существование тесно связано с “космической обстановкой”.

В современ­ной астрофизике существуют две основные концепции по возникновению и развитию космических объектов. Одна из них, наиболее распространенная, - ее часто называют “классической” - исходит из того, что космические объекты образуются в результате сгущения конденсации рассеянного диффузного вещества - газа и пыли. Согласно другой концепции, разви­ваемой известным советским ученым академиком В. А. Амбарцумяном, космичес­кие объекты возникают в результате распада на части, фрагментации плотных или сверхплотных “прототел”, сгустков “дозвездного” вещества. Какая из этих гипотез более справедлива - покажут будущие исследования.

В 1963 году на очень больших расстояниях от нашей Галактики, на границах наблюдаемой Все­ленной, были обнаружены удивительные объекты, получившие впоследствии назва­ние квазаров. При сравнительно небольших размерах, квазары выделяют колоссальную энергию, примерно в 100 раз превосходящую энергию излучения самых гигантских галактик, состоящих из десятков и сотен миллиардов звезд.

Оказывается, чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более отдаленном прошлом мы его наблюдаем. Это связано с конечной скоростью распространения света. Хотя она и составляет 300 тысяч км/сек. даже при такой огромной скорости для преодоле­ния космических расстояний необходимы долгие годы, десятки, сотни, миллионы и миллиарды лет. Поэтому, глядя на небо, мы видим космические объекты - Солнце, планеты, звезды, галактики в прошлом. Причем различные объекты - в разном прошлом. Например, Полярную звезду - такой, какой она была около шести веков назад.

Все это говорит о том, что излучение квазаров и активность ядер галактик связа­ны со сходными физическими процессами. Однако вопрос о природе этих процессов все еще остается открытым.

Еще один очень интересный вопрос, связанный с изучением Вселенной, - геометрические свойства пространства, его конечность или бесконечность. Эту проб­лему пытались решить еще великие философы древности.

В прошлом понятие Вселенной отождествлялось с понятием материального мира. И когда речь шла о конечности или бесконечности Вселенной, то фактически рассматривался вопрос о конечности или бесконечности материальною мира.

На протяжении истории науки представления о геометрических свойствах про­странства менялись не раз. Аристотель и Птолемей ограничивали мир “сферой непод­вижных звезд”, классическая физика Ньютона, наоборот, приходила к выводу о бес­конечности мирового пространства. И лишь с возникновением теории относитель­ности А. Эйнштейна появилась возможность более глубоко разобраться в существе этой проблемы. Если физика Ньютона рассматривала пространство как простое вме­стилище небесных тел, то А. Эйнштейну удалось вскрыть тесную связь между гео­метрией пространства и материей.

Таким образом, пространство, в котором мы живем, искривлено. А в искрив­ленном мире “неограниченность” и “бесконечность” - не одно и то же. Оказывается, неограниченное пространство, то есть пространство, не имеющее “края”, гра­ницы, в то же время может быть конечным, как бы замкнутым в себе.

Что касается мирового пространства, то его неограниченность не вызывает сом­нения. Мир - это материя, а материя не может иметь границ в том смысле, что за материальным миром может располагаться нечто нематериальное. И это, разумеется, принципиальный философский вопрос - вопрос о материальном единстве мира.

Что же касается его конечности или бесконечности, то этот вопрос могут решить только конкретные науки - астрономия и физика.

Современные средства астрономических наблюдений - мощные телескопы и радиотелескопы - охватывают огромную область пространства радиусом около 12 миллиардов световых лет.

Развитие астрономии в XX веке выявило тесную взаимосвязь и взаимозависимость между существованием жизни на Земле и свойствами Вселенной. В физическом отношении человечество является частью Вселенной и подчиняется действующим в ней физическим и другим закономерностям. В частности, само возникновение жизни на Земле обусловлено всем ходом эволюции материи во Вселенной, эволюции, на определенном этапе которой сложились условия, сделавшие возможным образова­ние живых структур.

Таким образом, в широком смысле слова Вселенная является средой нашего обитания. Поэтому немаловажное значение для практической деятельности чело­вечества имеет то обстоятельство, что во Вселенной господствуют необратимые фи­зические процессы, что она изменяется с течением времени. Человек приступил к ос­воению космоса, наши свершения приобретают все больший размах, глобальные и даже космические масштабы. И для того, чтобы учесть их близкие и отдаленные последствия, те изменения, которые они могут внести в состояние среды нашего обитания, в том числе и космической, мы должны принимать во внимание не толь­ко земные процессы, но и закономерности космического масштаба.

Семья Солнца

Солнечная система - это, прежде всего звезда Солнце и девять планет, обращаю­щихся вокруг него. В порядке расстояний от светила, они располагаются следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Три последние планеты с Земли можно наблюдать только в телескопы. Остальные видны как более или менее яркие кружки и известны людям со времен глубокой древности.

Солнце служит центром притяжения не только для девяти больших планет, но и для десятков (а возможно, и сотен) тысяч различных космических тел: планетных спутников, астероидов, комет, а также метеоритов, частиц газопылевой материи, рассеянных атомов различных химических элементов, потоков атомных частиц и т. д.

Солнечная система, таким образом, весьма сложное образование, ряд закономер­ностей которого стал доступен для изучения лишь в последние десятилетия. Огромную роль в их исследовании приобретает сейчас космонавтика - наиболее мощное и перспективное средство познания Вселенной.

Один из центральных вопросов, связанных с изучением нашей планетной систе­мы, - проблема ее происхождения. Как возникла семья небесных тел, обращающих­ся вокруг Солнца? Ответ на этот вопрос имеет не только важное естественнонаучное, но и мировоззренческое, философское значение. На протяжении веков ученые пыта­лись выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной. Нередко их представления были в той или иной степени связаны с господствовавшими религиозными воззрения­ми. Но еще в глубокой древности зародилась мысль, что мир не был создан никем из богов. Он всегда существовал и будет существовать. Одни миры возникают, раз­виваются, другие - разрушаются и умирают. Земля, как и другие миры, сформиро­валась в результате естественных причин.

Однако такие гениальные догадки настолько опережали эпоху, что не могли быть восприняты современниками. В споре о путях происхождения и развития Зем­ли и планет столкнулись два прямо противоположных и непримиримых суждения о том, что лежит в основе мироздания - дух или вечно существующая мате­рия? Создан ли мир богом, или он существует вечно?

В отличие от идеалистов, утверждающих первичность духа и считающих мир продуктом творения бога, материалисты признают первичность материи. Подтверждая свои выводы практикой исследований и наблюдений, осно­вываясь на повседневном опыте, материалисты доказывают, что все небесные тела, в том числе Земля и планеты, могли возникнуть лишь из других форм материи, то есть, сформировались естественным путем. В наше время все сколько-нибудь значительные космогонические гипотезы являются последовательно материа­листическими.

Важной закономерностью является то, что все планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении, в единой плоскости (за исключением Плутона) и почти по круговым орбитам.

По своим физическим характеристи­кам планеты образуют две различные группы, отличающиеся размерами, плотностью, химическим составом планет. Одна из них состоит из сравнительно небольших планет земной группы - Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Их вещество отличается высо­кой плотностью: в среднем около 5,5 г/см³, что в 5,5 раза превосходит плотность воды. Другую группу составляют планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают огромными массами. Так, масса Урана равна 15 земным мас­сам, а Юпитера - 318. Все планеты этой группы сравнительно быстро вращаются вокруг своей оси. Сутки на Нептуне длятся, например, 15 часов 48 минут, а на Юпи­тере - всего 9 часов 50 минут. Состоят планеты - гиганты главным образом из водо­рода и гелия, а средняя плотность их вещества близка к плотности воды. Судя по всему, у этих планет нет твердой поверхности, подобной поверхности планет земной группы. Особое место занимает девятая планета - Плутон, - открытая в марте 1930 го­да. По своим размерам она ближе к планетам земной группы. Не так давно астроно­мам удалось обнаружить, что Плутон - двойная планета: она состоит из центрального тела и очень большого спутника. Оба небесных тела обращаются вокруг общего центра масс. Плутон необычен и в другом отношении. В то время как орбиты всех остальных планет лежат приблизительно в одной плоскости, плоскость орбиты Плутона наклонена к ней под уг­лом около 17 градусов.

Согласно современным представлениям, планеты Солнечной системы образова­лись из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Наиболее последовательно такая точка зрения проведена в работах советского уче­ного академика О.Ю. Шмидта.

В основе теории О. Ю. Шмидта лежит мысль об образовании планет путем объе­динения твердых тел и пылевых частиц. Возникшее около Солнца газопылевое об­лако вначале состояло на 98% из водорода и гелия. Остальные элементы конденсировались в пылевые частицы. Однако беспорядочное движение газа в облаке быстро прекратилось: оно сменилось спокойным обращением облака вокруг Солнца.

Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого “крити­ческого“ значения, его собственное тяготение стало “соперничать” с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные пылевые сгуст­ки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобрели почти круговые орбиты и в своем росте начали обгонять другие тела, став потенциальными зародышами будущих планет. Как более массивные тела, новообразования присоединили к себе оставшееся вещество газо­пылевого облака. В конце концов сформировалось девять больших планет, движение которых по орбитам остается устойчивым на протяжении миллиардов лет.

Таким образом, почти круговые орбиты планет явились результатом осредне­ния орбит тел, объединившихся в планеты. Деление планет на две группы связано с тем, что в далеких от Солнца частях облака температура была низкой и все веще­ства, кроме водорода и гелия, образовали твердые частицы. Среди них преоблада­ли метан, аммиак и вода, определившие состав Урана и Нептуна. В составе самых массивных планет - Юпитера и Сатурна, кроме того, оказалось значительное коли­чество газов. В области планет земной группы температура была значительно выше, и все летучие вещества (в том числе метан и аммиак) остались в газообразном состоянии и, следовательно, в состав планет не вошли. Планеты этой группы сфор­мировались в основном из силикатов и металлов.

Научная теория происхождения Солнечной системы подтверждается многочис­ленными наблюдениями. Однако сейчас еще нельзя сказать, что процесс об­разования планет досконально изучен.

Центральное тело нашей планетной системы - Солнце. Оно могучий ис­точник энергии: ежесекундно наше светило излучает такое количество тепла, кото­рого вполне хватило бы, чтобы растопить слой льда, окружающий земной шар, тол­щиной в тысячу километров.

Ученые давно задумывались над тем, каким образом Солнце восполняет запасы своей энергии, столь щедро излучаемой в мировое пространство. На первых порах наиболее естественным считалось предположение, что энергия нашего дневного светила не пополняется. Но в таком случае температура Солнца должна была бы заметно понижаться (по расчетам, на 2 процента в год), а следовательно, непрерывно уменьшалось бы количество тепла и света, получаемых Землей. Между тем измере­ния, проводившиеся на протяжении ряда лет на специальных горных станциях, говорят о том, что поток светового и теплового излучения Солнца практически не меняется. А это означает, что энергия нашего светила постоянно пополняется из какого-то источника.

В свое время высказывалось предположение, что таким источником может слу­жить непрерывное сжатие Солнца, происходящее под действием сил тяготения. Так действительно могло бы происходить, но тогда источника тепла и света хватило бы всего на 20 миллионов лет. Между тем геологические данные убедительно свидетель­ствуют, что наша планета существует не менее 5 миллиардов лет. Возраст Солнца, следовательно, по крайней мере не ниже этой цифры.

В настоящее время можно считать доказанным, что в недрах Солнца при огром­нейших температурах - порядка миллионов градусов - и чудовищных давлениях протекают так называемые термоядерные реакции, которые сопровождаются выде­лением огромного количества энергии. Термоядерная реакция в недрах Солнца будет происходить до тех пор, пока не иссякнут запасы водорода. В настоящее время они составляют около 60% массы Солнца. Такого резерва должно хватить по меньшей мере на несколько де­сятков миллиардов лет. Следовательно, человечество на долгие времена обеспечено солнечным теплом и светом.

Наше Солнце - источник не только света и тепла: его поверхность излучает по­токи невидимых ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также корпускул - заряженных частиц вещества. Воздействие этих излучений на характер процессов в земной атмосфере было замечено уже много лет назад. Но изучение их по-настоя­щему началось лишь в последние годы. Хотя количество тепла и света, посылаемого на Землю Солнцем, на протяжении многих сотен миллионов лет остается постоян­ным, интенсивность его невидимых излучений значительно меняется: она зависит от уровня так называемой солнечной активности.

Солнце оказывает заметное влияние не только на такие природные процессы, как погода, земной магнетизм, но и на биосферу - животный и растительный мир Земли, а также на человека.

Влияние солнечной активности на биологические процессы отмечалось многими исследователями. В конце прошлого столетия русский ученый Н. Шведов обнару­жил связь между толщиной годичных колец у деревьев и циклами активности наше­го дневного светила. Другие ученые установили связь между солнечной активностью и ростом морских кораллов, размножением рыб и грызунов, набегами саранчи.

Вернемся к нашим соседям по Солнечной системе. Начнем с ближайшего к нам небесного тела - естественного спутника Земли Луны.

Подобно тому, как наша Земля обращается вокруг Солнца, вокруг Земли дви­жется Луна. Луна меньше Земли, ее поперечник составляет около одной четверти земного диаметра, а масса в 81 раз меньше массы Земли. Поэтому сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на нашей планете. Слабая сила притяжения не позволила Луне удержать атмосферу, по той же причине не может быть на ее поверхности и воды. Открытые водоемы быстро испарились бы, а водяной пар улетучился бы в кос­мос.

Поверхность Луны весьма неровная: она покрыта горными хребтами, кольце­выми горами - кратерами и темными пятнами равнинных областей, называемых морями. Однако и в морях расположено много мелких кратеров. Длительное воздействие разнообразных внешних факторов привело к тому, что на поверхности Луны образовался рыхлый слой, покрывающий основную породу - риголит, состоящий из осколков магматических пород, шлакообразных частиц и застывших капель расплавленной магмы. Толщина его в разных районах колеб­лется от нескольких миллиметров до нескольких метров. Что касается лавы, заполняющей лунные бассейны, то она имеет внутрен­нее происхождение, и не могла образоваться в результате метеорных ударов. Но та­кие удары, возможно, вызвали нарушения лунной коры, открыв тем самым выход лавовым потокам на поверхность.

Для выяснения истории Луны очень важно знать возраст различных ее образований. С этой целью производилось определение возраста лунных пород, доставленных на Землю космическими аппаратами из различных районов лунной поверхности.

На основе имеющихся в настоящее время данных можно составить такую картину. В первые 500 миллионов лет происходило расплавление вещества Луны, хотя оно и не охватило всю массу сразу. К концу этого срока уже образовались конти­ненты, а в период с 700 миллионов лет до 1,2 миллиарда лет - моря. Как показы­вают исследования, проведенные с помощью космических аппаратов, примерно 95% пород, покрывающих лунную поверхность, прошли в свое время через магматическое состояние. Причем все это разновидности базальтов. Гранитов, часто встречающихся на Земле, на Луне нет совсем.

Ближайшая к Солнцу планета - Меркурий обладает, как и Плутон, наибольшей эллиптичностью своей орбиты, в результате чего расстояние от планеты до Солнца изменяется в пределах от 46 млн. до 70 млн. км. Среднее же расстояние от Солнца до Меркурия составляет 58 млн. км. - в 3 раза меньше, чем до Земли. Несмотря на значительную яркость, эта планета с трудом под­дается наблюдению, так как никогда не удаляется от Солнца более чем на 28 граду­сов к западу или к востоку. Это приводит к тому, что она почти всегда “прячется” на светлом фоне утренней или вечерней зари. И все же “неуловимая” планета иногда дарит ученым возможность наблюдать ее в дневное время, когда она медленно про­ходит на фоне солнечного диска. Это редкое астрономическое явление наблюдалось, в частности, в ноябре 1973 года. Меркурий - наименьшая из всех планет, его диаметр - всего около 5000 км. В телескоп он наблюдается в виде серпика. Обладает массивным металлическим ядром, радиус которого составляет три четверти радиуса самой планеты. Его подсолнечная сторона нагревается до 300 - 420 градусовС⁰ на ночной стороне мороз достигает минус 70 градусов С⁰. У Меркурия обнаружено магнитное поле, существование которого, по всей веро­ятности, связано с процессами, происходящими в его ядре.

Вторая от Солнца планета - Венера, ближайшая наша соседка: при ее наибольшем сближении с Землей нас разделяет всего около 40 млн. км. Орбита Венеры отдалена от дневного светила на 108 млн. км.. Энергетический “паек” этой планеты в 2,5 раза превышает земной. За 225 земных суток Венера со­вершает полный оборот вокруг Солнца. Скорость ее движения по орбите - около 35 км/сек..

Наличие атмосферы и почти одинаковые с Землей размеры и масса долгое время позволяли ученым считать Венеру “близнецом” нашей планеты. Но исследования, последних лет заставили ученых решительно отказаться от такого взгляда. Главное отличие Венеры от Земли - особенность ее суточного вращения. Оказалось, что сутки на этой планете, подобно Меркурию, длиннее ее года: оборот Венеры вокруг оси длит­ся дольше, чем обращение вокруг Солнца, и совершается в обратном направлении, чем у других планет земной группы. Период вращения относительно звезд составляет около 244 земных суток. Ось вращения практически перпендикулярна к плоскости орбиты. Это значит, что на Венере не происходит смены времен года.

Через каждые полтора года Венера сближается с Землей, причем в это время всегда бывает обращена к Земле одним и тем же участком поверхности. Ее поперечник всего на 600 км. меньше земного, а сила тяжести почти такая же, как и на Земле. Если доставить с Земли на Венеру килограммовую гирю, то там она будет весить 850 граммов. Поэтому нет ничего удивительного в том, что Венера окружена атмосферной оболочкой. В ней плавает густая непрозрач­ная пелена многокилометровой облачности, скрывающей от астрономических на­блюдений поверхность планеты.

Надежные сведения о физических условиях на Венере удалось получить лишь тогда, когда к облачной планете полетели автоматические космические станции. Оказалось, что условия на Венере очень сильно отличаются от земных. Температура у поверхности составляет около 500 градусов С⁰, а давление достигает почти 100 атмосфер. Это значит, что на каждый квадратный сантиметр здесь давит столб газа весом в 100 кг. Облачность Венеры на высотах порядка 49-70 км состоит из капель концентрированной серной кислоты. А атмосферная оболочка планеты состоит на 95-96% из углекислого газа. На высоте около 50 км в ней обнаружены в очень большом количестве частицы серы, а не­сколько ниже - частицы хлора.

Вообще же рельеф поверхности Венеры заметно отличается от рельефа поверх­ности Земли. Большую часть занимают холмистые равнины. Возвышенности же, по­добные земным континентам, в общей сложности занимают площадь, сравнимую с площадью Австралии. Некоторые из этих возвышенностей похожи на земные вулканические массивы.

Земля - третья планета от Солнца. Она удалена от него на расстояние 150 млн. км. Это расстояние в астрономии принято употреблять в качестве единицы длины для измерения расстояния между телами Солнечной системы. Точное значение этой единицы составляет 149 597 892 ± 1,5 км. Вследствие небольшой эллиптичности орбиты расстояние от Земли до Солнца изменяется в пределах около 5 млн. км..

Полный оборот по орбите Земля завершает за 365,25 суток, двигаясь вокруг Солнца со скоростью 30 км/сек. Находясь на Земле, мы сами прини­маем участие в этом движении, совершенно не ощущая его. Годовое движение Земли вокруг Солнца и суточное - вокруг оси - главные движения нашей планеты. Всего Земля совершает не менее 14 движений в космичес­ком пространстве. Среди них такие значительные, как поступательное движение, со­вершаемое вместе с Солнцем и другими планетами со скоростью 20 км/сек по направлению к созвездию Геркулеса, и участие в общем обращении Солнца и звезд вокруг центра нашей звездной системы - Галактики.

Ось суточного вращения Земли наклонена к плоскости орбиты на 66 градусов 5 минут и направлена северным концом в точку на небесной сфере, расположенную рядом со звездой Альфа в созвездии Малой Медведицы. Эта звезда, называемая Полярной, является центром вращения небесной сферы.

Своим притяжением Земля удерживает вокруг себя атмосферу, состоящую в основном из азота и кислорода. В качестве примесей в ее состав входят ар­гон и углекислый газ. Существенной особенностью нашей планеты является оби­лие воды: площадь морей и океанов составляет примерно три пятых земной поверх­ности. Вода и водяные пары в атмосфере играют огромную роль в протекании раз­личных геофизических и биологических процессов на Земле.

Земной шар окружает магнитное поле, играющее роль ловушки для электри­чески заряженных частиц, приходящих из космоса. Далеко за пределами атмосферы Земля опоясана облаками частиц высоких энергий, образующих пояса радиации. Эти пояса защищают нашу планету от жестких космических лучей, губительных для всего живого.

Следующая планета - Марс, орбита которого удалена от Солнца на 227 млн. км.. Он получает от Солнца значительно меньше света и тепла, чем Земля. Средняя температура на Марсе колеблется от +30 до -80 граду­сов. В полярных зонах планеты зарегистрирована температура около -130 гра­дусов.

Скорость движения Марса по орбите - 24 км/сек. Полный оборот вокруг Солнца он завершает за 687 земных суток - марсианский год почти в 2 раза длиннее земного. Из-за наклона оси вращения на Марсе, так же как и на Земле, про­исходит смена времен года. Сутки там всего на 37 минут длиннее земных. Поперечник планеты - 6780 км., а масса почти в 10 раз меньше земной. Поэтому сила тяжести на Марсе в 2,5 раза меньше, чем на Земле.

На некоторых участках Марса обнаружены горные хребты, вулканические конусы и купола. В иных местах видны глубокие каньоны с изрезанными краями. Встречаются также хаотические нагромождения каменных обломков. Есть на Марсе и горы, относительно вулканической природы, которых нет ника­ких сомнений. Самая большая из них - гора Снега Олимпа высотой около 27 км.. Для сравнения достаточно напомнить, что высочайшая горная вершина Земли Эве­рест не достигает и 9 км.. Когда в 1971 году на Марсе бушевала сильнейшая пылевая буря, то конус Снегов Олимпа возвышался над пылевой пеленой. Наличие на Марсе столь высоких гор вулканического происхождения свидетель­ствует о большой мощи вулканических процессов, благодаря которым на поверх­ность планеты изливались огромные массы вещества.

Значительная часть поверхности Марса - это сухие пустынные районы, покрытые красноватым грунтом и большим количеством камней. Благодаря этому Марс и вы­деляется среди других планет своим характерным красноватым цветом. Жидкой воды на Марсе нет. При тех физических условиях, которые существуют на этой планете, вода на ее поверхности может находиться только в твердом состоя­нии - в виде снега, льда или инея. Некоторые ученые считают также, что под поверх­ностью Марса имеется слой вечной мерзлоты.

У полюсов Марса расположены светлые пятна - полярные шапки, которые час­тично состоят из обычного водного льда, а частично из твердой углекислоты – “су­хого льда”. В весенние и летние периоды они испаряются и уменьшаются в размерах.

Газовая оболочка планеты в основном состоит из углекислого газа и сильно разрежена: атмосферное давление у поверхности приблизительно в 100 раз ниже, чем на Земле. В атмосфере Марса дуют сильные ветры, время от времени они под­нимают пылевые частицы с поверхности планеты, и тогда возникают пылевые бури, которые длятся от нескольких недель до нескольких месяцев и охватывают иногда целое полушарие.

Пятая по расстоянию планета от Солнца - гигант Юпитер. Он окружен мощной атмосферой, которая состоит главным образом из водорода. Гелий составляет по объему около 11 % газовой оболочки планеты. В верхних слоях атмосферы Юпитера расположен видимый внешний облачный покров, который состоит из капель и льдинок аммиака. В более глубоких слоях пре­обладает сернистокислый аммоний, а еще глубже - водяные капли. На глубине око­ло тыс. км. начинается