Строение и эволюция солнечной системы

Плазменный сгусток остывает не сразу, так что на первых порах яркость сверхновой уменьшается весьма медленно. Обычно она содержит несгоревший водород (который и обнаруживает себя на спектрограммах). Там может присутствовать и радиоактивный кобальт, который дает экспоненциальную световую кривую.

А откуда берутся SN Ib и Iс? «Такие звезды открыли не так давно, в 1985 году. Фактически это те же сверхновые второго типа, только бедные водородом (сверхновым Ic не хватает еще и гелия). Принято считать, что они лишились внешних слоев еще до взрыва, что и объясняет эти аномалии, — рассказывает "Популярной механике" специалист по сверхновым, астроном из Калифорнийского технологического института Алисия Содерберг. — Так что сверхновые Ib и Iс похожи на сверхновые Ia лишь по некоторым спектральным характеристикам, а не по физической природе. Анализ свечения сверхновых типа II также позволяет подразделить их на группы, но это уже тонкости».

2.7. Кометы

В отличие от большинства небольших  тел в солнечной системе, кометы были известны задолго до появления  телескопов. Еще древние китайцы  писали в своих заметках о наблюдении кометы Галлея в 240 г д.н.э. Известный  художник Bayeux Tapestry на своих картинах изображал появление кометы Галлея в 1066 году. По состоянию на 1995 год были каталогизированы 878 комет, орбиты которых были вычислены с довольно большой точностью. 184 кометы из общего списка имели орбитальный период меньше 200 лет.

Кометы иногда называют хвостатыми звездами. Это название они получили благодаря огромному светящемуся  хвосту, который возникает при  приближении кометы к Солнцу. Комета представляет собой смесь льда (водный и замороженный газ) и пыли. По мере приближения кометы к Солнцу она  нагревается и с ее поверхности  начинает испарятся газ и мелкие частички пыли, в результате за кометой остается светящийся след газа и пыли.

Кометы являются очень интересным объектом для исследования. Все дело в том, что ядро и поверхность  кометы состоит из вещества, которое  по каким-то причинам не смогло сформироваться в планету на ранних стадиях развития нашей солнечной системы. Благодаря  изучению поверхности кометы ученые могут заглянуть в далекое  прошлое нашей солнечной системы  и лучше понять механизм образования  планет.

Большая часть известных комет  имеют период много больше 200 лет, они появляются в солнечной системе  очень редко и пропадают затем  на многие тысячи и миллионы лет. Такие  кометы имеют очень большой период жизни, потому что большую часть  своего времени они проводят вдали  от Солнца и не испаряются.

Орбиты комет иногда могут пересекаться к орбитами планет солнечной системы, что приводит к столкновениям  комет с планетами. Часть кратеров на Луне, Меркурии, Марсе и других телах образовались в результате ударов  комет.

2.8. Белые карлики

Белые карлики представляют собой  весьма плотные остатки нормальных звезд, которые сбросили свои наружные слои и обнажили ядра, состоящие  из ядер углерода и электронов. Белые  карлики отличаются от других звезд  и противостоят сжатию под действием  гравитационных сил благодаря тому, что электроны подчиняются принципу Паули. Этим термином ученые называют кажущуюся фантастической идею: «газ», состоящий из некоторых типов  частиц (в частности, электронов, протонов и нейтронов), просто нельзя сжимать  до бесконечности. Это сопротивление  дальнейшему сжатию действует вдобавок (и значительно превосходит) к  обычному взаимному отталкиванию, обусловленному электромагнитными силами. Однако принцип  Паули для электронов становится существенным, лишь если плотность вещества превышает 1 млн. г/см³, т.е. становится в миллион раз больше плотности воды (наступает вырождение). При более низких плотностях принцип Паули не оказывает существенного влияния на поведение электронов в звездных недрах, поэтому мы не сталкивались с этим эффектом до тех пор, пока не приступили к рассмотрению белых карликов с их огромными плотностями вещества.

 
Рассмотрим звезду, центральные  области которой продолжают сжиматься  с соответствующим повышением температуры. Как только основная часть гелия  в ядре звезды превратится в ядра углерода, последние могут начать в свою очередь сливаться в  более тяжелые ядра, также выделяя  энергию. Однако если недра звезды сожмутся до плотности 1 млн. г/см³, то слияние ядер углерода прекратится. Почему? Потому что электроны, подчиняясь принципу Паули, воспрепятствуют сжатию до более высоких плотностей. Если электроны сопротивляются дальнейшему сжатию, то так же будут вести себя и ядра, потому что электромагнитные силы притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ядрами не дают ядрам собираться к центру звезды под действием сил гравитации.

Поскольку электроны в белых  карликах препятствуют концентрации ядер углерода к центру звезды, ядра не могут  приобрести достаточной скорости, чтобы  преодолеть взаимное электромагнитное отталкивание и вступить в реакцию. В звездах главной последовательности плотность вещества в центре ниже, чем в белых карликах, однако в  недрах звезд главной последовательности случайные столкновения протонов вызывают реакции протон-протонного цикла. В белых карликах плотность чрезвычайно высока, но невозможны ядерные реакции, потому что ядра не могут приобрести достаточную кинетическую энергию для слияния.

Белый карлик, ядро-остаток обычной  звезды главной последовательности, имеющее теперь размеры Земли, постепенно передает тепло из недр на поверхность  и излучает его в пространство, но энергия в звезде больше не выделяется. Как это ни странно, но, поскольку  белые карлики излучают так мало энергии (их светимость в тысячи раз  меньше, чем у Солнца), они могут  светить миллиарды лет, медленно и постепенно угасая по мере расходования своих запасов энергии. Хотя поток  энергии таких звезд составляет лишь малую долю процента от потока энергии Солнца, они могли бы служить  стабильным источником энергии для  живых организмов, находящихся на близких орбитах. Однако если вспомнить  о предшествующих фазах красного гиганта и гелиевой вспышки, не говоря уже о сбросе внешних слоев  звезды в виде планетарной туманности, то легко заключить, что жизнь  не могла бы продержаться до начала этой стабильной фазы. Любой цивилизации  на планете, обращающейся вокруг старой звезды, пришлось бы столкнуться с  катастрофическими изменениями  потока ее энергии. Лишь если цивилизация  сумеет предусмотреть грядущие изменения  своего светила, избежит подъемов и  спадов фазы красного гиганта и затем  приблизится к белому карлику, она  сможет существовать без особых сюрпризов  еще миллиард лет

2.9. Астероиды

Астероид - небольшое планетоподобное тело Солнечной системы (малая планета). Самый большой из них Церера, имеющий размеры 970х930 км. Астероиды по размерам сильно различаются, самые маленькие из них не отличаются от частиц пыли. Несколько тысяч астероидов известно под собственными именами. Полагают, что насчитывается до полумиллиона астероидов с диаметром более полутора километров. Однако общая масса всех астероидов меньше одной тысячной массы Земли. Большинство орбит астероидов сконцентрировано в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера на расстояниях от 2,0 до 3,3 а.е. от Солнца. Имеются, однако, и астероиды, чьи орбиты лежат ближе к Солнцу, типа группы Амура, группы Аполлона и группы Атена. Кроме того, имеются и более далекие от Солнца, типа центавров. На орбите Юпитера находятся троянцы. Астероиды могут быть классифицированы по спектру отраженного солнечного света: 75% из них очень темные углистые астероиды типа С, 15% - сероватые кремнистые астероиды типа S, а оставшиеся 10% включают астероиды типа М (металлические) и ряд других редких типов. Классы астероидов связаны с известными типами метеоритов.

Имеется много доказательств, что  астероиды и метеориты имеют  сходный состав, так что астероиды  могут быть теми телами, из которых  образуются метеориты. Самые темные астероиды отражают 3 - 4% падающего  на них солнечного света, а самые  яркие - до 40%. Многие астероиды регулярно  меняют яркость при вращении. Вообще говоря, астероиды имеют неправильную форму. Самые маленькие астероиды  вращаются наиболее быстро и очень  сильно различаются по форме. Космический  аппарат "Галилео" при полете к  Юпитеру прошел мимо двух астероидов, Гаспра (29 октября 1991 г.) и Ида (28 августа 1993 г.). Полученные детальные изображения позволили увидеть их твердую поверхность, изъеденную многочисленными кратерами, а также то, что Ида имеет небольшой спутник. С Земли можно получить информацию о трехмерной структуре астероидов с помощью большого радиолокатора Аресибской обсерватории. Астероиды, как полагают, являются остатками вещества, из которого сформировалась Солнечная система. Это предположение подкреплено тем, что преобладающий тип астероидов внутри пояса астероидов меняется с увеличением расстояния от Солнца. Столкновения астероидов, происходящие на больших скоростях, постепенно приводят к тому, что они разбиваются на мелкие части.

Астероиды так малы, что сила тяжести на них ничтожна. Она не в состоянии придать им форму шара, какую придает планетам и их большим спутникам, сминая и утрамбовывая их вещество. Большую роль при этом играет явление текучести. Высокие горы на Земле у подошвы "расползаются", так как прочность пород оказывается недостаточной для того, чтобы выдержать нагрузки во многие тонны на 1 см3,и камень, не дробясь, не раскалываясь, течет, хотя и очень медленно

На астероидах поперечником до 300-400 км из-за малого веса там пород подобное явление текучести вовсе отсутствует, а на самых крупных астероидах оно происходит чрезвычайно медленно, да и то лишь в их недрах. Поэтому "утрамбованы" силой тяжести  могут быть лишь глубокие недра немногих крупных астероидов. Если вещество астероидов не проходило стадии плавления, то оно должно было остаться "плохо упакованным", примерно, каким возникло на стадии аккумуляции в протопланетном облаке. Только столкновения тел друг с другом могли привести к тому, что вещество постепенно уминалось, становясь менее рыхлым. Впрочем, новые столкновения должны были дробить спрессованное вещество 
 
Малая сила тяжести позволяет разбитым астероидам существовать в виде агрегатов, состоящих из отдельных блоков, удерживающихся друг около друга силами тяготения, но не сливающихся друг с другом. По той же причине не сливаются с ними и опустившиеся на поверхность астероидов их спутники. Луна и Земля, соприкоснувшись друг с другом, слслись бы, как сливаются (хотя и по другой причине) соприкоснувшиеся капли, и через некоторое время получилось бы одно, тоже шарообразное тело, по форме которого нельзя было бы догадаться, из чего оно получилось. Впрочем, все планеты Солнечной системы на закючительном этапе формирования вбирали в себя довольно крупные тела, не сумевшие превратиться в самостоятельные планеты или спутники. Теперь их следов уже нет.

Лишь самые крупные астероиды  могут сохранять свою шарообразную форму, приобретенную в период формирования, если им удастся избежать столкновения с немногочисленными телами сравнимых  размеров. Столкновения с более мелкими  телами не смогут существенно изменить ее. Мелкие же астероиды должны иметь и действительно имеют неправильную форму, сложившуюся в результате многих столкновений и не подвергавшуюся в дальнейшем выравниванию под действием силы тяжести. Кратеры, возникшие на поверхности даже самых крупных астероидов при столкновении с мелкими телами, "не заплывают" с течением времени. Они сохраняются др тех пор, пока не будут стерты при следющих ударах об астероид мелких тел, или сразу уничтожены ударом крупного тела. Поэтому горы на астероидах могут быть гораздо выше, а впадины гораздо глубже, чем на Земле и других планетах : среднее отклонение от уровня сглаженной поверхности на крупных астроидах составляет 10 км и более, о чем свидетельствуют радиолокационные наблюдения астероидов 
 
Неправильная форма астероидов подтверждается и тем, что их блеск необычайно быстро падает с ростом фазового угла. У Луны и Меркурия аналогичное уменьшение блеска вполне объясняется только уменьшением видимой с Земли доли освещенной Солнцем поверхности : тени гор и впадин оказывают слабое влияние на общий блеск. Иначе обстоит дело с астероидами. Одним лишь изменением освещенной Солнцем доли поверхности астероида столь быстрое изменение их блеска, которое наблюдается, объяснить нельзя. Основная причина (особенно у астероидов малых размеров) такого характера изменения блеска заключается в их неправильной форме и крайней степени изрытости, из-за чего на освещенной Солнцем стороне одни участки поверхности экранируют другие от солнечных лучей

Заключение

Вселенная развивается и в наше время. В спиральных галактиках рождаются  и умирают звезды. Вселенная продолжает расширяться. Мы знаем строение Вселенной  в огромном объеме пространства, для  пересечения которого свету требуются  миллиарды лет. Но пытливая мысль  человека стремится проникнуть дальше. Что лежит за границами наблюдаемой  области мира? Бесконечна ли Вселенная  по объему? И её расширение – почему оно началось и будет ли оно  всегда продолжаться в будущем? А  каково происхождение «скрытой»  массы? И наконец, как зародилась разумная жизнь во Вселенной? Есть ли она ещё где-нибудь кроме нашей  планеты? Окончательные и полные ответы на эти вопросы пока отсутствуют. Вселенная неисчерпаема. Неутомима  и жажда знания, заставляющая людей  задавать всё новые и новые  вопросы о мире и настойчиво искать ответы на них. Наши дни с полным основанием называют золотым веком  астрофизики – замечательные  и чаще всего неожиданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за другим. Мы живем в эпоху поразительных  научных открытий и великих свершений. Самые невероятные фантазии неожиданно быстро реализуются. С давних пор  люди мечтали разгадать тайны  Галактик, разбросанных в беспредельных  просторах Вселенной. Приходится только поражаться, как быстро наука выдвигает  различные гипотезы и тут же их опровергает. Однако астрономия не стоит  на месте: появляются новые способы  наблюдения, модернизируются старые. С изобретением радиотелескопов, например, астрономы могут «заглянуть»  на расстояния, которые еще в 40-x. годах ХХ столетия казались недоступными. Однако надо себе ясно представить  огромную величину этого пути и те колоссальные трудности, с которыми еще предстоит встретиться на пути к звездам.

Изучение Вселенной, даже только известной  нам её части является грандиознойзадачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений. Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка Вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечно самодвижущейся материей.

Вселенная – это всё существующее. От мельчайших пылинок и атомов до огромных скоплений вещества звездных миров и звездных систем. 

Список используемой литературы:

1.  http://ru.wikipedia.org

2.  http://www.walkinspace.ru

3. Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

4. Астрономия и космос. Энциклопедия, Лайза Майлс И Алистер Смит, 2001 г.

5. Галактики, ядра и квазары, Хойл Ф.

6. http://www.kosmonews.ru

7. http://universe-news.ru

8. Космос: Сборник. “Научно - популярная литература” Ю. И. Коптев и С. А. Никитин,  Дет. лит.,1987.