Особенности строения Солнечной системы. Современные представления о происхождении Солнечной системы

Под Солнечной системой понимается всё космическое пространство и вся материя, находящаяся в сфере притяжения Солнца. Солнечная система включает в себя Солнце, находящееся в центре, и планетную систему со спутниками. В состав Солнечной системы входят малые тела — астероиды, кометы, метеорные тела, а также межпланетная пыль, плазма и физические поля в указанных границах.

В планетную систему входят девять планет — это (по мере удаления их орбит от Солнца) Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Основные характерные особенности строения Солнечной системы:

1. Основная масса вещества Солнечной системы сосредоточена в Солнце, которое представляет собой рядовую звезду. На массу всех других составляющих системы приходится ¹/₇₀₀ часть массы Солнца. Таким образом, в Солнечной системе доминирует гравитационное поле Солнца.

2. Орбиты планет и большинства астероидов лежат почти в одной плоскости, незначительно наклоненной к плоскости солнечного экватора. Орбиты планет почти круговые, то есть их эксцентриситеты мало отличаются от нуля. Наибольшим наклоном и эксцентриситетом обладают Плутон и Меркурий.

3. Все планеты и астероиды обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении. Вращение Солнца вокруг своей оси происходит в ту же сторону, что и движение планет вокруг Солнца. Планеты вращаются вокруг своих осей в направлении, совпадающем с направлением их обращения вокруг Солнца. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, которые вращаются в противоположную сторону. Причем ось вращения Урана почти лежит в плоскости орбиты планеты. Наклон оси вращения других планет не превышает 60° к плоскостям их орбит. /

4. Планеты разделяются на две резко различающиеся группы: планеты земного типа и планеты-гиганты. Планеты земного типа — твердые тела, сравнительно небольшие, с маленькой массой, но большой плотностью, более медленным вращением и малым количеством спутников (или без них). Они расположены вблизи Солнца. К планетам земного типа относятся (по мере удаления их орбит от Солнца) Меркурий, Венера, Земля, Марс. Планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) — массивнее планет земной группы, с большими размерами, меньшей средней плотностью, большой скоростью вращения и многочисленными спутниками. Планеты-гиганты обладают мощными атмосферами, состоящими в основном из водорода и гелия.

5. Орбиты большинства спутников планет близки к круговым, а их движение происходит в том же направлении, в каком планеты движутся вокруг Солнца. Орбиты крупных спутников в основном имеют малый наклон к плоскости экватора своих планет.

Основные этапы происхождения и ранней эволюции Солнечной системы сегодня во многом определились. Можно выделить следующие этапы.

1. Около 4,6 млрд. лет назад произошел взрыв сверхновой звезды вблизи места рождения Солнечной системы. Ударная волна от взрыва распространилась в космическом пространстве. Под действием ударной волны газопылевое облако, оказавшееся на ее пути, начало сгущаться. В нем образовались уплотнения, обогащенные веществом сверхновой звезды. Таким образом, облако состояло из газа (водород, гелий) и разных по составу частиц, содержащих как металлы, так и редкие изотопы тяжелых химических элементов. Изначально медленно вращающееся уплотнение под действием сил гравитации начало сжиматься. Вращающийся шар изменил форму, превратившись в диск. В дальнейшем в центре диска образовалось молодое Солнце. Именно образующийся диск, а не просто Солнце поглощает большую часть момента количества движения.

2. Постепенно в диске газопылевого облака мельчайшие пылинки стали объединяться, захватывая газы из окружающего пространства. Из мелких частиц образовывались более крупные комки. А из них формировались зародыши будущих планет километровых размеров — планетезимали, а позднее сами планеты. Зона газопылевого диска была горячей вблизи сжимающегося и разогревающегося Солнца, холоднее в средней части диска и совсем холодной по краям. Во внутренней зоне легкие элементы (водород, гелий) под действием светового давления покидали центральные области диска, уходя на периферию. Поэтому вблизи Солнца планетезимали формировались полностью из каменистых минералов и соединений металлов. В конце концов они превратились в планеты земного типа. Частицы в средней холодной зоне покрывались льдом, ядра будущих планет-гигантов быстро росли, захватывая окружающий газ. В самой холодной внешней части диска конденсирующий материал был почти весь ледяной. Но его концентрация была недостаточной для формирования крупных планет. Множество отдельных ледяных планетезималей и глыб породили ядра комет и объекты пояса Койпера. Планета Плутон является одним из таких объектов.