Інформація значно розширила, поповнила та уточнила наші знання про планети. Дослідження Сонячної системи тривають



Скачати 57.51 Kb.
Дата конвертації09.10.2019
Розмір57.51 Kb.
Назва файлу-
ТипІнформація

До складу Сонячної системи входять 9 планет. Кожна з них — це особливий, унікальний світ, вивчення якого є одним із завдань астрономії. Спо­стерігаючи за планетами із Землі, вдалося встановити їхні розміри та масу, періоди обертання навколо Сонця та наявність атмосфери, хімічний склад та умови на поверхні. Розвиток космонавтики дозволив вивчати планети та їхні супутники за допомогою безпілотних міжпланетних станцій, які обладнані телевізійною, радіолокаційною апаратурою та іншими пристроями. Отримана у такий спосіб інформація значно розширила, поповнила та уточнила наші знання про планети. Дослідження Сонячної системи тривають.


Доволі важливим є питання утворення Сонячної системи. Намагаючись пояснити її закономірності, вчені висувають гіпотези про її походження. Згі­дно з гіпотезою, що належить О.Ю. Шмідту (1891-1956), Сонячна система почала формуватися близько 5 млрд. років тому. Із газопилової хмари, що повільно оберталася, дуже швидко — за сотні років — утворилося Протосонце, яке внаслідок гравітаційного стискання нагрівалося. Протопланетна хмара оберталася все швидше, набуваючи форму диска, у центрі якого містилось Сонце. Молода зоря продовжувала розжарюватись, і під дією тиску її світла легкі хімічні елементи (Н, Не) розсіювались на периферію протопланетного диска, а важчі залишалися ближче до центра. Тим часом частинки газу та пи­лу об'єднувалися в невеликі холодні тверді тіла — планетезималі (від англійського planet — планети, infinitesimal — нескінченно мала величина). Ма­сивніші планетезималі збільшувались за рахунок налипання на них дрібніших. Таким чином речовина протопланетного диска зібралася у згустки, з яких і сформувалися планети, їхні супутники, астероїди, комети. Поблизу Сонця утворилися планети з важких хімічних елементів, а віддаленні планети складаються переважно з водню та гелію. Сильне гравітаційне поле Юпітера перешкодило утворенню великої планети між орбітами Марса та Юпітера — зараз там пояс астероїдів. Формування планет тривало 100 млн. років, стільки ж часу розігрівалося, стискуючись, Сонце до початку термоядерних реакцій у його надрах.

Дана гіпотеза сьогодні вважається найобґрунтованішою, бо пояснює те, що у Сонячній системі:

— усі планети мають приблизно колові орбіти, що лежать майже в одній площині (виняток — Плутон);

— планети обертаються навколо Сонця в одному напрямку;

— маса Сонця становить 99,87% усієї маси системи;

— за фізичними властивостями планети поділяють на дві групи;

— переважна більшість супутників планет рухається у площинах їхніх екваторів у тому ж напрямі, що й планети.

Перевірити достовірність даної гіпотези поки що важко. Крім Сонячної системи, астрономам лише нещодавно вдалося виявити планетні системи бі­ля інших зір. Дані спостережень допоможуть остаточно сформулювати теорію походження планетних систем, зокрема Сонячної.


За фізичними характеристиками планети, поділяють на дві групи:

— планети земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс);

— планети-гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун).
Магнітне поле Сатурна
Спостереження, проведені за допомогою космічних літальних апаратів, І підтвердили, що Сатурн має досить сильне магнітне поле, яке за напруженістю можна порівняти з магнітним полем біля поверхні Землі. Якщо представити магнітне поле у вигляді параметрів ексцентричного диполя (диполь з повним магнітним моментом М, зміщений від центру планети на відстань г), то полярність диполя вважають негативною, якщо силові лінії виходять із південного магнітного полюса і повертаються в планету в північному, і позитивним при зворотному напрямку силових ліній. У Сатурна повний магнітний момент встановлений у розмірі 4,6 – 10 мГе -см3. Полярність магнітного диполя позитивна, кут нахилу еквівалентного диполя до осі обертання дорівнює 0,8°.
Магнітне поле Сатурна трохи слабкіше, ніж власне магнітне поле Юпітера. І Механізм його походження не встановлений з достатньою вірогідністю. У. Хаббард пропонує можливі моделі: швидше за все, на його думку, поле обумовлене дією механізму динамо в конвективному шарі розплавленого металевого водню.
Магнітне поле Сатурна відрізняється від магнітних полів інших планет Сонячної системи великою симетрією. Це може бути обумовлено невеликим розміром області металевого водню в порівнянні з радіусом планети.

Незвичайним є також малий нахил еквівалентного диполя до осі обертання планети (у Землі він дорівнює 11,4, у Юпітера 10, у Меркурія 2,3°). Швидше за все, неосесиметричні компоненти магнітного поля відфільтровуються провідним шаром. Провідний шар не бере участі у дії динамо, він обертається незалежно щодо шарів, де генерується поле.


Наявність такого конвективно стійкого шару постулюється, виходячи з припущенна, що магнітне поле Сатурна дійсно генерується дією динамо в конвективному ядрі, яке складається з рідкого металевого водню. Якщо поле Сатурна за природою аналогічне до поля Юпітера, то воно повинно було б бути неосесиметричним, тому що відповідно до теореми Каулінга конвекція рідини не може генерувати або підтримувати осесиметричне поле; воно може бути тільки тимчасовою конфігурацією, що виникла випадково.
Можливо, саме такий вигляд має внутрішнє поле Сатурна. А ті силові лінії, що спостерігаються, мають великий ступінь осесиметричності. Тому логічно припустити, що вони проходять крізь стійкий провідний шар, який обертається з іншою швидкістю. Якщо область динамо оточена провідною оболонкою, що обертається з іншою швидкістю, то осесиметричні компоненти поля не будуть осцилювати, а неосесиметричні - навпаки, осцилюють і загасають (скін-ефект).
Модель, що припускає наявність диференційного обертового провідного шару, пояснює наявність осьової симетрії магнітного поля Сатурна. Але поки немає теорії, що пояснює природу утворення такого шару. Висуваються припущення, що цей шар з'явився в результаті диференціації водню й гелію або ж його походження обумовлене метеорологічними ефектами.
Цікаво, що спочатку припускали, що магнітне поле Сатурна, якщо таке є, повинне бути абсолютно осесиметричним. Це випливало з того, що неможливо було визначити період обертання Сатурна навколо осі зі спостережень за магнітним полем. Тому вважалося, що поле інваріантне щодо обертання. Навіть спостереження, проведені космічним апаратом "Піонер-11", не дозволили розв'язати цю проблему. Тільки спостереження радіовипромінювання плазми, захопленої силовими лініями поля Сатурна, показали, що воно має секторну структуру.

За типовими утвореннями (ударна хвиля, межа магнітосфери, магнітопауза, радіаційні пояси) магнітосфера Сатурна подібна до земної. Зовнішній радіус магнітосфери Сатурна в підсонячній точці складає 23 екваторіальні радіуси планети, а відстань до ударної хвилі - 26 радіусів. Магнітосфера Сатурна більша за земну (якщо мати на увазі розмір щодо радіуса планети) більше ніж удвічі.


Магнітне поле Урану

До початку досліджень за допомогою Вояджера-2 жодні вимірювання магнітного поля Урана не проводилися. Перед прибуттям апарату до орбіти Урана в 1986 році передбачалося, що воно буде відповідати напрямку сонячного вітру, геомагнітні полюси мали б збігатися з географічними, які лежать у площині екліптики.


Вимірювання Вояджера-2 дали змогу виявити в Урана специфічне магнітне поле, яке не збігалося з геометричним центром планети, і нахилене на 59 градусів щодо осі обертання, магнітний диполь зміщений від центру планети до південного полюса приблизно на 1/3 від радіуса планети. Ця незвичайна геометрія призводить до дуже асиметричного магнітного поля, де напруженість на поверхні в південній півкулі може становити 0,1 Гауса, тоді як в північній півкулі може досягати 1,1 Гаусса. У середньому по планеті цей показник дорівнює 0,23 Гауса.
Дипольний момент Урана перевершує Земний у 50 разів. Крім Урана, аналогічне зміщене магнітне поле спостерігається і в Нептуна — у зв'язку з цим припускають, що така конфігурація є характерною для крижаних гігантів. Одна з теорій пояснює цей феномен так, що магнітне поле в планет земної групи й інших планет-гігантів генерується в центральному ядрі, магнітне поле у «крижаних гігантів» формується на відносно малих глибинах: наприклад, в океані рідкого аміаку, у тонкій конвективній оболонці, навколишній рідкій внутрішній частині, що має стабільну шарувату структуру.

ГАВРИЛіВСЬКИЙ НВК



Реферат на тему:
«Магнітні бурі в атмосфері планет-гігантів Сатурна й Урана»
Виконала

Учениця 9-го класу

Клішина Рімма

2019

Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©bezref.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка