Особливості руху планет навколо Сонця

Рух планет навколо Сонця задає біг каруселі нашої Сонячної системи. А швидкість та напрямок обертання багато в чому допомогли успішній появі та розвитку життя на Землі. Однак протягом багатьох століть на нашій планеті панувала геоцентрична теорія, яка стверджувала, що Сонце обертається довкола Землі. Польський вчений Микола Коперник довів неспроможність цієї доктрини, хоч і постраждав від своїх революційних на той час ідей.

Сьогодні нам зовсім не потрібно заперечувати церковні догмати, адже ми чудово знаємо, що саме навколо Сонця обертаються всі інші планети нашої системи. Але як саме вони рухаються? Чому рух нашої планети дозволяє їй підтримувати рівномірну температуру, тоді як на гігантах Сонячної системи градусник буквально зашкалює то плюс, то мінус? Що змушує планети рухатися такими різноманітними орбітами?

Відкриття руху планет навколо Сонця як історична подія

Перший науковий трактат, у якому описувалося розташування планет, належав перу давньогрецького астронома Птолемея. У своїй праці “Велика математична побудова з астрономії” він висловив припущення, що всі небесні тіла рухаються по колу, проте він був упевнений, що в центрі знаходиться Земля, а Сонце, Місяць та інші планети обертаються навколо неї. Ця помилка тривалий час сприймалася у всьому світі як єдина вірна теорія.

Переворот у уявленнях про будову Всесвіту здійснив польський астроном Микола Коперник. У своїй роботі «Про обертання небесних сфер», що побачила світ у 1543 році, він надав переконливі докази того, що всі небесні тіла обертаються навколо Сонця. Після цієї праці геліоцентрична система світу стала загальноприйнятою концепцією, яка не викликала сумнівів у своїй справедливості. Коперник увійшов до історії як учений, який довів рух планет навколо Сонця.

Данський астроном Тихо Браге після смерті Коперника продовжив його справу. Він був заможною людиною і не шкодував грошей на обладнання вивчення небесних тіл. На своєму острові він розмістив бронзові кола, у яких фіксував результати спостережень. Згодом його напрацювання використовував німецький математик Йоган Кеплер при виведенні трьох законів, якими описується рух планет навколо Сонця.

Кеплер навів незаперечні докази обертання шести відкритих на той час планет навколо Сонця еліпсами. Цю теорію розвивав і англійський вчений Ісаак Ньютон. Ґрунтуючись на виведеному ним законі всесвітнього тяжіння, він пояснив припливи та відпливи впливом Місяця.

Вплив моделі руху планет навколо Сонця на структуру та склад Сонячної системи

Сонячна система включає декілька елементів:

1. Сонце

   Є центром та основним джерелом енергії. Завдяки найсильнішій гравітації Сонце забезпечує постійне розташування планет та їх обертання своїми орбітами.

2. Планети земної групи

   В астрономії Сонячна система ділиться на дві ділянки – внутрішню та зовнішню. У першу входять чотири планети, розташовані ближче до Сонця: Меркурій, Венера, Земля і Марс. Їх поєднує наявність гірських порід і металів і висока щільність, що випливає з цього. Крім того, планети скелястого типу відрізняються невеликими розмірами та масою порівняно з іншими небесними тілами Сонячної системи.

3. Пояс астероїдів, що знаходиться за Марсом

   На думку астрономів, час його утворення збігається із періодом формування Сонячної системи. Утворюють пояс космічні уламки різних розмірів.

4. Планети-гіганти

   Зовнішня ділянка Сонячної системи – це чотири газові гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Їх загальними характеристиками є величезні розміри та низька густина, яка пояснюється газовим складом. Ця особливість не заважає їм мати потужну гравітацію і утримувати навколо себе масу супутників. Так, навколо Юпітера обертається 63 небесні тіла. Планети-гіганти знаходяться на значній відстані від Сонця.

5. Астероїдні кільця

   Головне кільце астероїдів розташоване між внутрішнім та зовнішнім ділянками Сонячної системи, в районі Марса та Юпітера. Друга астероїдна кільце називається пояс Койпера і включає Плутон, який раніше вважався планетою, а зараз відноситься до карликів і є найбільшим об'єктом пояса Койпера. На сьогоднішній день вивчено 10 тисяч астероїдів у головному кільці, а всього їх за припущеннями астрономів понад 300 тисяч.

6. Комети

   Ці небесні об'єкти з льоду та пилу знаходяться за другим астероїдним кільцем у міжзоряному просторі. Іноді вони під впливом гравітації потрапляють у Сонячну систему і руйнуються, перетворюючись на пару та пил.

Зародження Сонячної системи

Ясними літніми ночами люди із захопленням дивляться на небо, вражаючись величезною кількістю зірок. При цьому нам видно лише мала частина величезної кількості небесних тіл, що становлять Всесвіт. Уявити її справжні масштаби дуже складно. Існує думка, що Всесвіт нескінченний, людина може вивчати його тільки в тих межах, які надає сучасне астрономічне обладнання.

Всесвіт складають галактики – скупчення зірок.

Сонячна система входить у галактику Чумацький Шлях, причому Сонце є однією з мільярдів інших зірок. Кожна зірка – це розпечений газовий потік, що володіє власними характеристиками: яскравістю, температурою, розмірами, структурою, яка формується внаслідок впливу небесних тіл, що обертаються довкола.

Астрономи вважають, що з часу виникнення Сонячної системи минуло 4,5 мільярда років.

Народження нової зірки – тривалий процес. Газопилова туманність під дією гравітації стискається до хмари, яка потім починає обертатися і перетворюється на диск із зосередженням основної речовини в центрі. Під час гравітаційного колапсу центральне ущільнення зменшується у розмірах, яке температура підвищується. Коли вона досягає десятків мільйонів градусів, запускається термоядерна реакція та народжується зірка.

Температура навколо неї така висока, що поруч можуть існувати виключно тверді тіла, одним з яких стала Земля. На значній відстані від Сонця, де немає високих температур, сформувалися газові гіганти.

Швидкість та напрямок руху планет навколо Сонця

Протягом майже 5 млрд років свого існування Сонце рухається своєю галактичною орбітою. Швидкість його переміщення становить 270 км/с, а повний обіг навколо центру галактики займає 226 млн. років. Це означає, що востаннє Сонце знаходилося на тому самому місці, що й зараз, в епоху динозаврів.

Для відстеження переміщення Сонця використовують різні системи відліку, зокрема пов'язані з найближчими зірками. Астрономи вважають, що Сонячна система рухається у бік сузір'я Геркулеса із заходу Схід великому колу небесної сфери – екліптиці. Повний оборот займає рік.

Одночасно Сонце обертається навколо своєї осі – один оборот за 22,14 року. Крім того, як і решта планет Сонячної системи, наша зірка рухається навколо загального центру мас.

Сонячну систему становлять вісім планет. До 2006 року дев'ятою вважався Плутон, але зараз він належить до карликів. Кожна планета обертається навколо своєї осі та рухається власною орбітою. Перебуваючи різних відстанях від Сонця, всі вони переміщаються в одному напрямку.

Розглянемо всі планети в міру віддалення від світила:

• Меркурій – найменша і розташована найближче до Сонця планета здійснює оборот навколо нього за 88 земних діб.

• Венера – за масою та розмірами близька до Землі, проте середня температура становить 462 градуси за Цельсієм. Рік на Венері дорівнює дню: навколо Сонця вона здійснює оборот за 224,7 земної доби, а навколо своєї осі – за 223

• Земля – оберт навколо своєї осі здійснює за 24 години, навколо головного світила – за 365 діб.

• Марс – обертається навколо Сонця за такий самий період, як і Земля – 24 години 37 хвилин

• Юпітер – планета-гігант, тому навколо своєї осі робить оберт за 10 годин, при цьому йому потрібно 10 земних років, щоб здійснити повне коло по орбіті

• Сатурн – тут доба триває 10,7 годин, а рік – 29,5 земних років

• Уран – оборот навколо Сонця займає 84 земні роки, або 30 687 дня

• Нептун – здійснює повне коло по орбіті за 164,79 земного року, навколо своєї осі – близько 16 годин

Закономірність проста: з віддаленням від Сонця знижується швидкість руху планети і збільшується шлях, який їй доведеться пройти. З цього випливає, що швидкість руху планет Сонячної системи найвища біля головного світила і знижується до околиць. До зміни класифікації небесних тіл крайньою планетою вважався Плутон, який рухається зі швидкістю 4,67 км/с.

На швидкість переміщення планети впливає її конкретне перебування на тій чи іншій точці орбіти. Найвіддаленіша точка від Сонця на еліптичній траєкторії називається перигелій, а найближча до нього – афелій. У перигелії лінійна швидкість руху вища, ніж у афелії. Це означає, що планета переміщається орбітою то швидше, то повільніше.

Період руху Землі та планет навколо Сонця

Головний пояс астероїдів, розташований в області Марса та Юпітера, теж переміщається навколо Сонця. Період поводження становить від 3,5 до 6 земних років, напрямок збігається з траєкторією руху планет.

Закони гравітації однакові всім небесних тіл, зокрема пояса Койпера – другого астероїдного кільця, що з карликових планет і розташованого край Сонячної системи. Хмара Оорта є мільярдами крижаних тіл, які також обертаються навколо головного світила, роблячи повний оборот за 200 років. Далі цих скупчень астероїдів вплив гравітації не поширюється, тут проходить своєрідна межа Сонячної системи.

Планети, астероїди та зірки рухаються не лише навколо центру галактики, а й в інших напрямках. Розширення Чумацького Шляху давно встановлений факт. p align=”justify”> Методом комп'ютерного моделювання встановлено, що цей процес повинен відбуватися швидше. Ця розбіжність викликала багато суперечок у науковому середовищі. Багато хто намагався знайти причини, через які елементи нашої галактики тримаються разом, незважаючи на поступове видалення небесних тіл від її центру. Пояснення було знайдено, коли вченим удалося довести існування чорної матерії. Завдяки їй планети та зірки з'єднані в загальну систему.

Розбираючись у тому, як відбувається рух планет навколо Сонця, можна вивести загальну закономірність існування небесних тіл у Всесвіті. Всі вони впливають одна на одну, а головною рушійною силою нашої системи є її центр та джерело енергії – Сонце. Саме воно задає ті траєкторії, якими переміщуються планети та астероїди.

Напрямок руху однаковий для всіх об'єктів Сонячної системи – проти годинникової стрілки. Винятком є деякі супутники, які мають інший вектор переміщення. Орбіти багатьох планет нагадують коло, що прагне форми еліпса. При цьому Меркурій і Плутон мають максимально витягнуту форму.