Звезды: разнообразие звездных характеристик и их закономерности.

Тема: «Астрофизика».

Солнечная система: планеты земной группы и планеты-гиганты,

 малые тела солнечной системы.

Характеристики планет Солнечной системы.

Характеристики	Меркурий	Венера	Земля	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Диаметр (Земля = 1)	0,382	0,949	1	0,532	11,209	9,44	4,007	3,883
Диаметр, км	4878	12104	12756	6787	142800	120000	51118	49528
Масса (Земля=1)	0,055	0,815	1	0,107	318	95	15	17
Среднее расстояние от Солнца (АЕ)	0,39	0.72	1	1.52	5.20	9.54	19.18	30.06
Орбитальный период (земных лет)	0.24	0.62	1	1.88	11.86	29.46	84.01	164,8
Орбитальный эксцентриситет	0,2056	0,0068	0,0167	0,0934	0.0483	0,0560	0,0461	0,0097
Орбитальная скорость (км / сек)	47.89	35.03	29.79	24.13	13.06	9.64	6,81	5.43
Период вращения вокруг своей оси (в земных суток)	58.65	-243	1	1.03	0.41	0.44	-0.72	0.72
Наклон оси (градусы)	0.0	177,4	23.45	23.98	3.08	26.73	97.92	28,8
Средняя температура на поверхности (С)	-180 до 430	465	-89 До 58	-82 До 0	-150	-170	-200	-210
Сила тяжести на экваторе (Земля = 1)	0,38	0.9	1	0,38	2.64	0.93	0.89	1.12
Космическая скорость (км/сек)	4.25	10.36	11.18	5.02	59.54	35.49	21.29	23.71
Средняя плотность (вода = 1)	5.43	5.25	5.52	3.93	1.33	0.71	1.24	1.67
Состав атмосферы	нет	СО2	N2 + O2	СО2	Н2 + Не	Н2 + Не	Н2 + Не	Н2 + Не
Количество спутников	0	0	1	2	63	62	27	13
Кольца	нет	нет	нет	нет	да	да	да	да

К планетам земной группы относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс.

Сходство:  малые размеры и массы; большая плотность; наличие твердой поверхности; наличие атмосферы (у Меркурия минимальная); сходный химический состав (соединения кремния (силикатов) и железа); одинаковое строение (железные ядра в жидком состоянии, кроме Венеры и мантия); есть магнитные поля; нет или мало естественных спутников.

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Сходство: большие размеры; большая масса, малая плотность; больше скорость на орбите; нет ни твердой, ни жидкой поверхности, газы их обширных атмосфер, уплотняясь с приближением к центру, постепенно переходят в жидкое состояние; малый период обращения вокруг своей оси (10-18 часов); они вращаются слоями: слой планеты, расположенный вблизи экватора, вращается быстрее всего, а околополярные области являются самыми неторопливыми; гиганты сжаты у полюсов; магнитные поля планет-гигантов, в целом, превосходят магнитные поля планет земной группы: большое количество естественных спутников; наличие колец.

К малым телам солнечной системы относятся - "карликовые планеты" (этот термин был введён после отмены для Плутона статуса планеты для него и всех подобных ему объектов);
 астероиды, или "малые планеты"; кометы; метеоритные тела или метеориды (т. е. просто небольшие камни); пыль и газ.

Плутон – девятая по удаленности, девятая по массе и размерам. Она не подходит ни к одной из групп, описанных выше. Плутон – крохотный ледяной шар, с атмосферой из тяжелых газов. Еще 12 лет назад Плутон входил в группу удаленных от Солнца планет, однако в 2006 году его исключили из планет-карликов, так как его размеры меньше размеров спутников других планет (Плутон в 5 раз меньше Земли и даже меньше Луны).

Астероид – планетоподобные тела, размером до 1000км, не наблюдаемые невооруженным глазом. Движутся по орбите вокруг Солнца. Основное скопление астероидов в Солнечной системе – область между орбитами Марса и Юпитера (главный пояс астероидов).

Кометы – наиболее протяженные тела Солнечной систем, движущиеся по вытянутой эллипсоиде вокруг Солнца и обладающие ядром (ком газа, камень либо спрессованная косметическая пыль) и хвостом (облако испаряющихся газов, плазма или дым).

Метеорит - космическое тело размером до нескольких метров, влетающее в атмосферу Земли.

Звезды: разнообразие звездных характеристик и их закономерности.

 Источники энергии звезд.

Звезды - газовые шары высокой температуры, излучающие во всем диапазоне электромагнитных волн, в том числе оптическом (в отличие от планет). Звезды - это основные тела Вселенной, в них сосредоточено более 90-95 % наблюдаемого вещества. Солнце - одна из звезд.

Первой характеристикой звезд стала звездная величина. Звездные величины, введенные в древности, обозначают буквой т. Все видимые звезды еще во 2 в. до н.э. астроном Гиппарх разделил по яркости. У самых ярких звезд т = 1, у самых слабых - 6. В безлунную ночь невооруженным глазом можно видеть почти 3000 звезд (до 6-й звездной величины), в телескоп - почти 350 тыс. звезд (до 10-й величины), 32 млн - до 15-й и 1 млрд - до 20-й. Диапазон в 5 звездных величин соответствует отношениям их блеска в 100 раз.

К физическим характеристикам звезд относят: температуру, светимость, размеры, массу, плотность, расстояние до звезды.

Температура звезд (Т) колеблется от 3000 К (красный цвет) до нескольких десятков тысяч излучающих голубоватый свет. Температура Солнца 6000К. Светимость звезды L (Вт)- мощность оптического излучения, т.е. полная световая энергия, излучаемая звездой за 1с. Чаще всего светимости звезд выражают в светимостях Солнца, которое излучает 3,8 10²⁶ Вт. Диапазон светимостей наблюдаемых звезд огромен - от 10^-3 до 10⁶ светимостей Солнца. Светимость и температура связаны L=(ϭT⁴)∙4πR² - законом Стефана- Больцмана.

Размеры звезд R – радиус, имеют значения от 10 до 10⁷ км. R_ʘСолнца - 1,4 млн. км.

Массы звезд принято измерять в массах Солнца М_ʘ, диапазон от 0,07-0,08 до 50-70 М_ʘ, масса Солнца измерена на основе Закона всемирного тяготения и составляет М_ʘ=2∙10³⁰кг.

Плотность звезд сильно отличается у различных типов. Плотность вещества гигантов и сверхгигантов меньше плотности воздуха в атмосфере Земли, солнечного - больше плотности воды в 1,5 раза, у белого карлика (звезды Сириус В) порядка 2 т/см³, а у нейтронных звезд -10¹⁴ кг/м³, порядка плотности атомного ядра.

Расстояние до звезд D измеряют методом параллакса. Параллакс – угол, под которым со звезды была бы видна полуось земной орбиты, развернутая перпендикулярно направлению на звезду. D измеряют: в астрономических единицах (1а.е.= радиус земной орбиты), в световых годах (1св.год = 63 240 а.е, расстояние которое пройдет свет за один год), в парсеках (1пк=206265 а.е.=3,36св.года).  D_пк=1/ p"

К характеристикам звезд так же относится химический состав, он определяется по спектру их излучения.

Взаимосвязь характеристик звезд отражает диаграмма температура- светимость Герцшпрунга-Рессела. По оси абсцисс расположены спектральные классы звезд (показатели цвета или температуры), по оси ординат — светимости звезд L (или звездные величины М).

Источники энергии звезд. У большинства звезд около 98% массы составляет водород и гелий. В условиях большой плотности и высокой температуры в недрах звезд поддерживается непрерывная реакция термоядерного синтеза гелия из водорода, сопровождающаяся выбросом энергии.  ¹Н+¹Н →²D+e⁺+ⱱ ; ²D+¹Н→³He+γ ; ³He+³He→⁴He+¹Н+¹Н Выделяемая энергия при синтезе 1г водорода Е=∆mс²≈6,3∙10¹¹Дж. Так Солнце теряет ежесекундно миллионы тонн своей массы. (или ¹Н →⁴He+4,3∙10^-12Дж(1 атом))