Классификация небесных тел

Паршаков Евгений Афанасьевич

На первый взгляд, все небесные тела Солнечной системы имеют самые различные характеристики. Однако, все их можно по их составу разделить на три большие группы. К одной группе можно отнести наиболее плотные тела Солнечной системы, с плотностью около 3 г/см3 и более. К ним относятся прежде всего планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. К этой же группе небесных тел относятся некоторые крупные спутники планет: Луна, Ио, Европа и, по-видимому, Тритон, а также ряд небольших спутников, расположенных вблизи своей планеты — Фобос, Деймос, Амальтея и др.

Тот факт, что к наиболее плотным телам Солнечной системы относятся небесные тела, близко расположенные к центральному телу, вокруг которого они обращаются, далеко не случаен. Помимо того, что планеты земной группы находятся вблизи Солнца, которое нагревает их поверхность и тем самым способству ет диссипации с поверхности и атмосферы небесных тел не только газовой, но и ледяной компоненты, помимо этого диссипации легкого вещества способствует и переход механической энергии посредством механизма приливного трения в тепловую энергию. Приливное же трение, вызываемое в теле небесных тел центральным телом, тем сильнее, чем они ближе находятся к нему. Этим отчасти объясняется тот факт, что ближние спутники Юпитера Ио и Европа имеют плотность соответственно 3, 5 и 3, 1 г/см3, а более отдаленные, хотя и более массивные спутники Ганимед и Каллисто имеют гораздо меньшую плотность, соответствен но 1, 9 и 1, 8 г/см3. Этим объясняется и тот факт, что все близкие спутники планет обращаются вокруг своих планет синхронно, т.е. повернуты к ним всегда одной стороной, так что их периоды осевого вращения равны периодам орбитального обращения. Однако приливное трение, способствующее разогреву недр небесных тел и увеличению их плотности, вызывается не только центральными телами у своих спутников, но и спутниками у центральных тел, а также одними небесными телами у других, принадлежащих к тому же классу: спутниками у других, более всего у близких, спутников, планетами у других планет.

Небесные тела, имеющие большую плотность, можно назвать силикатными небесными телами, имея ввиду, что основной компонентой в них является силикатная компонента (каменно-металлические породы), которая состоит из наиболее тяжелых и тугоплавких веществ: кремния, кальция, железа, алюминия, магния, серы и многих др. элементов и их соединений, в том числе и главным образом, с кислородом. Наряду с силикатной компонентной многие небесные тела этой группы имеют в своем составе ледяную (водяной лед, вода, углекислота, азот, кислород) и очень мало — газовую (водород, гелий) компоненты. Но их доля в общем составе вещества незначительна. Силикатная компонента составляет, как правило, свыше 99% вещества.

К группе силикатных небесных тел Солнечной системы относятся не только четыре планеты и с десяток спутников планет, но большое число астероидов, обращающихся в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Количество астероидов, крупнейшими из которых являются Церера, Паллада, Веста, Гигея и др., исчисляется десятками тысяч (по некоторым источникам — сотнями тысяч и даже миллионами).

К другой группе небесных тел относятся ледяные тела, основной составляю щей которых является ледяная компонента, это самая многочисленная группа небесных тел Солнечной системы. К ней относится единственная из известных планет Плутон и многие еще не открытые трансплутоновые планеты, крупные спутники планет: Ганимед, Каллисто, Титан, Харон, а также, по-видимому, два-три десятка других спутников. К этой же группе относятся все кометы, количество которых в Солнечной системе исчисляется многими миллионами, а может быть, и миллиардами.

Эта группа небесных тел является основной группой небесных тел в Солнечной системе и, по-видимому, во всей Галактике. За Плутоном, как считают многие исследователи, имеются еще планеты. Несомненно, они правы. Ледяные небесные тела являются наиболее многочисленной и основной группой небесных тел в Солнечной системе как, несомненно, и во всех других звездно-планетных системах, от самых маленьких до самых крупных.

Ледяные тела Солнечной системы состоят в основном из ледяной компоненты: водяного льда, углекислоты, азота, кислорода, аммиака, метана и др., которая занимает в ледяных телах основную часть их вещества. Остальную, незначительную часть ледяных тел составляет, главным образом, силикатная компонента. Удельный вес газовой компоненты в ледяных небесных телах, как и в силикатных, крайне незначителен, что объясняется их относительно небольшой массой, в результате чего они не могут длительное время удерживать около своей поверхности легкие газы — водород и гелий, которые рассеиваются в межпланетном пространстве, за исключением, быть может, далеких от Солнца планет, на поверхности которых очень низкая температура.

Мелкие ледяные небесные тела — кометы располагаются не только на периферии Солнечной системы, за Плутоном. Большое количество комет расположе но, по-видимому, и между орбитами планет-гигантов.

Третью, самую малочисленную, но самую массивную группу тел Солнечной системы составляет небесные тела, в состав которых в большом количестве входят все три компоненты: ледяная, силикатная и газовая. К этой группе относятся всего пять небесных тел Солнечной системы: Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Во всех этих телах имеется много водорода и гелия, но их доля в этих телах различна. При формировании газовых тел, если их так называть, они, имея на первом этапе своего развития массу менее 10 масс Земли, не могли удерживать около себя легкие газы — водород и гелий, и формировались вначале как ледяные тела. И в их состав на этом этапе входили ледяная и силикатная компоненты. Значительная часть газовой компоненты, которую приобретали газовые небесные тела во время галактических зим, превращалась посредством химических реакций в ледяную компоненту. Так водород и кислород, вступая в химическую реакцию, порождают воду и водяной лед. Из газовой компоненты возникли метан и некоторые другие вещества ледяной компоненты. Вследствие этого доля ледяной компоненты при аккреции диффузной материи на поверхность небесных тел увеличилась, а доля газовой — уменьшилась.

Планеты-гиганты, в отличие от других небесных тел, имеют быстрое осевое вращение и протяженную водородно-гелиевую атмосферу. В результате, в их экваториальной части, возможно, происходит утечка легких газов в межпланетное пространство из верхних слоев атмосферы вследствие большой центробежной силы. Например, у Сатурна верхние слои облачного слоя вращаются вокруг центра планеты с линейной скоростью около 10 км/сек., а у Земли — только около 0, 5 км/сек. Можно предположить, что раньше, во время галактических зим, у планет-гигантов были намного более мощные и протяженные атмосферы, но затем, после окончания очередной галактической зимы, они их частично теряли. Если ледяные и силикатные небесные тела теряют свою газовую компоненту вследствие их малой массы, то газовые планеты, особенно Юпитер, теряют ее вследствие их быстрого вращения.

Планеты - это крупные небесные тела.

Все планеты земной группы имеют сравнительно небольшие размеры, значительную плотность и состоят в основном из твердых веществ.

Планеты-гиганты имеют большие размеры, малую плотность и состоят преимущественно из газов. Масса планет-гигантов составляет 98% от суммарной массы планет Солнечной системы.
Относительно Солнца планеты располагаются в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.
Эти планеты названы в честь римских богов: Меркурий - бог торговли; Венера - богиня любви и красоты; Марс - бог войны; Юпитер - бог-громовержец; Сатурн - бог земли и плодородия; Уран - бог неба; Нептун - бог моря и судоходства; Плутон - бог подземного царства мертвых.
На Меркурии температура днем повышается до 420 ° С, а ночью падает до -180 ° С. На Венере и днем и ночью стоит жара (до 500 ° С), ее атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа. Земля же располагается на таком расстоянии от Солнца, что большая часть воды находится в жидком состоянии, что позволило возникнуть жизни на нашей планете. Атмосфера Земли содержит кислород.
На Марсе температурный режим подобен земного, но в атмосфере преобладает углекислый газ. При низких температурах зимой углекислый газ превращается в сухую лед.
Юпитер в 13 раз больше и в 318 раз тяжелее Земли. Его атмосфера густая, непрозрачная и выглядит как полосы разных цветов. Под атмосферой есть океан с разреженных газов.
Звезды - раскаленные небесные тела, которые излучают свет. Они настолько удалены от Земли, мы видим их яркими пятнышками. Невооруженным глазом на звездном небе можно насчитать около 3000 звезд, с помощью подзорной трубы - в десять раз больше.
Созвездия - группы расположенных рядом звезд. Древние астрономы мысленно соединяли звезды линиями и получали определенные фигуры. На небе Северного полушария греки выделили 12 зодиакальных созвездий: Козерог, Водолей, Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион и Стрелец. Древние люди считали, что каждый земной месяц определенным образом связан с одним из созвездий.
Кометы - небесные тела со светящимися хвостами со временем меняют свое положение на небе и направление движения.
Тело кометы состоит из твердого ядра, замороженных газов с твердым пылью, размером от одного до десяти километров. При приближении к Солнцу газы кометы начинают испаряться. Так у комет вырастает светящийся газовый хвост. Самой известной является комета Галлея (ее открыл в XVII в. Английский астроном Галлей), появляющийся у Земли с примерным интервалом в 76 лет. Раз она приблизилась к Земле в 1986 г.
Метеоры - это твердые остатки космических тел, с огромной скоростью падают сквозь атмосферу Земли. При этом они сгорают, оставляя яркий свет.
Болиды - яркие гигантские метеоры массой от 100 г до нескольких тонн. Их быстрый полет сопровождается громким шумом, отсыпкой искр, запахом гари.
Метеориты - обгоревшие каменные или железные тела, упавшие на Землю из межпланетного пространства, не разрушившись в атмосфере.
Астероиды - это планеты-«малютки» от 0,7 до 1 км в диаметре.
Определение сторон горизонта с помощью зрение
За созвездием Большой Медведицы легко находить Полярную звезду. Если стать к Полярной звезде лицом, то впереди будет север, позади - юг, справа - восток, слева - запад.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ

Процессы формирования и развития большинства космических тел и их систем протекают чрезвычайно медленно и занимают миллионы и миллиарды лет. Однако наблюдаются и быстрые изменения, вплоть до процессов взрывного характера. При изучении космогонии звёзд и галактик можно использовать результаты наблюдений многих сходных объектов, возникших в разное время и находящихся на разных стадиях развития.

Наиболее крупными небесными телами являются звезды и планеты, на них я и хотела бы обратить внимание.

ЗВЕЗДЫ. ТИПЫ ЗВЕЗД. ИХ РОЖДЕНИЕ, СТРОЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ЦИКЛ

Звезда -- излучающий свет массивный газовый шар, удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Внутренняя жизнь звезды регулируется воздействием двух сил: силы притяжения, которая противодействует звезде, удерживает ее, и силы, освобождающейся при происходящих в ядре ядерных реакциях. Она, наоборот, стремится “вытолкнуть” звезду в дальнее пространство.

Современная (гарвардская) спектральная классификация звёзд, разработанная в Гарвардской обсерватории в 1890--1924 годах является температурной классификацией, основанной на виде и относительной интенсивности линий поглощения и испускания спектров звёзд.

Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд
	Температура,K	Истинный цвет	Видимый цвет
		бело-голубой	бело-голубой и белый
		жёлто-белый
		оранжевый	желтовато-оранжевый
			оранжево-красный

Внутри класса звёзды делятся на подклассы от 0 (самые горячие) до 9 (самые холодные). Солнце имеет спектральный класс G2 и эквивалентную температуру 5780 K.

Установлен важный факт: звезды образовались в Галактике не одновременно, процесс звездообразования происходит и в настоящее время. Образование звезд происходит группами, которые состоят из десятков и даже сотен звезд. Они возникают из вещества холодных и плотных молекулярных облаков в результате их неустойчивости. Эти молекулярные облака имеют огромные размеры и массы (более 105) и содержат 90 % всего молекулярного газа Галактики.

В газово-пылевом облаке образуется несколько сгущений, которые сжимаются благодаря преобладанию сил гравитационного притяжения их частиц над силами газового давления. Такое сжатие сопровождается увеличением температуры сгущений и их плотности. Постепенно потенциальная энергия сгущения переходит в тепловую, облако сжимается еще больше и разогревается, превращаясь в звезду. Стадия развития звезды, характеризующаяся сжатием и не имеющая еще термоядерных источников энергии, называется протозвездой (греч. protos - «первый»).

При достижении центральной областью звезды температуры в несколько миллионов градусов Кельвина начинаются реакции термоядерного синтеза - превращения водорода в гелий.

Процесс формирования звёзд можно описать единым образом, но последующие стадии эволюции звезды почти полностью зависят от её массы, и лишь в самом конце эволюции звезды свою роль может сыграть ее химический состав.

Эволюция звезды очень хорошо прослеживается по диаграмме Герцшпрунга-Рассела:

Главная последовательность -- область на диаграмме Герцшпрунга -- Рассела, содержащая звёзды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода. Участок главной последовательности звёздных скоплений является индикатором их возраста, так как темпы эволюции звёзд пропорциональны их массе.

Среди звёзд встречается широкое многообразие цветов и размеров. По спектральному классу они варьируются от горячих голубых до холодных красных, по массе -- от 0,0767 до около 300 Солнечных масс по последним оценкам. Светимость и цвет звезды зависят от температуры её поверхности, которая, в свою очередь, определяется ее массой. Все новые звёзды «занимают своё место» на главной последовательности диаграммы. Перемещение звезды по диаграмме означает изменение параметров звезды с течением времени.

Маленькие и холодные красные карлики медленно сжигают запасы водорода и остаются на главной последовательности десятки миллиардов лет, в то время как массивные сверхгиганты сходят с главной последовательности уже через несколько миллионов лет после формирования.

Звёзды среднего размера, такие как Солнце, остаются на главной последовательности в среднем 10 миллиардов лет. Считается, что Солнце все ещё на ней, так как оно находится в середине своего жизненного цикла. Как только звезда истощает запас водорода в ядре, она покидает главную последовательность.

> Объекты глубокого космоса

Исследуйте объекты Вселенной с фото: звезды, туманности, экзопланеты, звездные скопления, галактики, пульсары, квазары, черные дыры, темная материя и энергия.

На протяжении многих веков миллионы человеческих глаз с наступлением ночи устремляют свой взгляд вверх – в сторону загадочных огоньков в небе - звезд нашей Вселенной . Древние люди видели в скоплениях звёзд различные фигуры животных и людей, и для каждой из них создавали собственную историю.

Экзопланеты – это планеты, расположенные за пределами Солнечной системы. Начиная с первого открытия экзопланеты в 1992 году, астрономы обнаружили уже более 1000 таких планет в планетных системах вокруг галактики Млечный Путь. Исследователи считают, что они найдут еще множество экзопланет.

Слово «туманность » происходит от латинского слова «облака». В самом деле, туманность это космическое облако из газа и пыли, плавающие в пространстве. Более одной туманности называются туманностями. Туманности являются основными строительными блоками Вселенной.

Некоторые звезды входят в состав целой группы звезд. Большинство из них являются двойными системами, где две звезды вращаются вокруг их общего центра масс. Некоторые входят в состав тройной звездной системы. А часть звезд одновременно является частью более многочисленной группы звезд, которая носит название «звездное скопление ».

Галактики - крупные группировки звезд, пыли, газа, удерживаемые вместе гравитацией. Они могут сильно различаться размерами и формой. Большинство объектов в космосе выступают частями какой-либо галактики. Это звезды с планетами и спутниками, астероиды, черные дыры и нейтронные звезды, туманности.

Пульсары считаются одними из самых странных объектов во всей Вселенной. В 1967 году в Кембриджской обсерватории Джоселин Белл и Энтони Хьюиш изучали звезды и нашли нечто совершенно экстраординарное. Это был сильно похожий на звезду объект, который как бы излучал быстрые импульсы радиоволн. О существовании радио источников в космосе было известно в течении достаточно долгого времени.

Квазары являются самыми отдаленными и яркими объектами в известной нам Вселенной. В начале 60-х годов 20 века ученые определили квазары как радио-звезды, потому что их смогли обнаружить с помощью сильного источника радиоволн. На самом деле термин quasar произошел от слов «квазизвездный радиоисточник». Сегодня многие астрономы называют их QSOs в своих трудах

Черные дыры , несомненно, самые странные и загадочные объекты в космосе. Их причудливые свойства способны бросить вызов законам физики Вселенной и даже природе существующей действительности. Чтобы понять, что же такое черные дыры, мы должны научиться думать «вне коробки» и применить немного фантазии.

Темная материя и темная энергия - это то, что не видно глазу, однако их присутствие доказано в ходе наблюдений за Вселенной . Миллиарды лет назад наша Вселенная родилась после катастрофического Большого Взрыва. По мере того, как ранняя Вселенная медленно охлаждалась, в ней начала развиваться жизнь. В результате сформировались звезды, галактики и остальные видимые ее части.

Большинство из нас знакомы со звездами, планетами и спутниками. Но помимо этих общеизвестных небесных тел, существует множество других удивительных достопримечательностей. Есть красочные туманности, тонкие звездные скопления и массивные галактики. Добавьте к этому загадочные пульсары и квазары, черные дыры, поглощающие всю материю, которая проходит слишком близко. И теперь попытайтесь определить невидимую субстанцию, известную как темная материя. Нажмите на любое изображение выше, чтобы узнать о нем больше или используйте меню сверху, чтобы прокладывать свой путь через небесные объекты.

Смотрите видео о Вселенной, чтобы лучше разобраться в природе быстрых радиовсплесков и характеристике межзвездной пыли.

Быстрые радиовсплески

Астрофизик Сергей Попов о вращающихся радиотранзиентах, системе телескопов SKA и микроволновках в обсерватории:

Межзвездная пыль

Астроном Дмитрий Вибе о межзвездном покраснении света, современных моделях космической пыли и ее источниках:

Наша Вселенная содержит удивительное разнообразие космических объектов, которые называют небесными телами или астрономическими объектами. Однако стоит отметить, что большая часть видимого дальнего космоса состоит из пустого пространства - холодной и темной пустоты, населенной рядом небесных тел, которые варьируются от общеизвестных до странных. Известные астрономам как небесные объекты, небесные тела , астрономические объекты и астрономические тела, они являются материалом, который заполняет пустое пространство Вселенной. В нашем списке небесных тел дальнего космоса вы сможете познакомиться с различными объектами (звезды, экзопланеты, туманности, скопления, галактики, пульсары, черные дыры, квазары), а также получите фото этих небесных тел и окружающего космоса, модели и схемы с детальным описанием и характеристикой параметров.

Космос - это моя стихия. Я обожаю все процессы и тела, которые находятся за пределами нашей атмосферы. Меня удивляет их красота, мощь, размеры и расстояния между нами. Все это взбудораживает мое сознание, и мне всегда очень интересно.

Что такое небесные тела и какие они бывают

Для нашей планеты небесными телами являются все физические тела, которые можно наблюдать в небе. Для этого используются телескопы.

Все объекты с определенной формой и массой, которые находятся в Солнечной системе, я считаю небесными телами. К ним можно отнести:

• другие планеты;
• астероиды и кометы;
• Луна и созданные людьми спутники;
• Солнце.

Это ближайшие объекты, которые находятся очень близко по космическим меркам. Я к этому списку отнес искусственные спутники, так как они находятся на орбите Земли. Я неоднократно путал их со звездами на ночном небе.

Объекты, которые находятся в нескольких сотнях тысяч и более световых лет от нас, также можно называть небесными телами. Например, круглый год в Южном полушарии Земли можно смотреть на Млечный путь. Также на небе встречаются различные созвездия, Полярная звезда и так далее.

Как можно наблюдать за небесными телами

Чтобы лучше рассмотреть нашего ближайшего спутника или другую планету, необходимо использовать телескоп. Каждый астроном-любитель, как и я, хоть раз в жизни пользовался данным приспособлением. С его помощью можно смотреть на определенные участки звездного неба, чтобы делать потрясающие снимки. Обычно используют домашние телескопы, но сегодня стали доступными радиотелескопы, которые раньше строили для специальных учреждений.

Чтобы наблюдать за другими планетами, необязательно иметь телескоп. В определенный период времени можно невооруженным взглядом увидеть Юпитер, галактику Андромеды, Луну, Венеру, Марс и метеоритные дожди. Я помню, как впервые стал свидетелем метеоритного дождя. Тогда я специально запасся едой, залез на крышу гаража, постелил покрывало, чтобы на нем лежать и смотреть на небо.