Солнечная система

        система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, метеорные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. Наблюдаемые размеры С. с. определяются орбитой Плутона (около 40 а. е.). Однако сфера, в пределах которой возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца, простирается почти до ближайших звёзд (230000 а. е.). Информацию о далёкой внешней области С. с. получают при наблюдениях приближающихся к Солнцу долгопериодических комет и при изучении космической пыли, заполняющей всю С. с. Общая структура С. с. была раскрыта Н. Коперником (середина 16 в.), который обосновал представление о движении Земли и др. планет вокруг Солнца. Гелиоцентрическая система Коперника впервые дала возможность определить относительные расстояния планет от Солнца, а следовательно, и от Земли. И. Кеплер открыл (начало 17 в.) законы движения планет, а И. Ньютон сформулировал (конец 17 в.) закон всемирного тяготения. Эти законы легли в основу небесной механики (См. Небесная механика), исследующей движение тел С. с. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в С. с., стало возможным только после изобретения Г. Галилеем (См. Галилей) телескопа: в 1609 Галилей впервые направил изготовленный им маленький телескоп на Луну, Венеру, Юпитер и Сатурн и сделал ряд поразительных для его эпохи открытий (см. Астрономия). Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

         По физическим характеристикам большие Планеты разделяются на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Физические характеристики Плутона качественно отличны от характеристик планет-гигантов, и потому он не может быть отнесён к их числу.

         Обширная программа наблюдений, выполненная в 1963 американским астрономом К. Томбо для поиска планет, находящихся за пределами орбиты Плутона, не дала положительных результатов. В табл. приведены оскулирующие элементы орбит (см. Орбиты небесных тел) больших планет (по Остервинтеру и Когену, США, 1972). Орбиты больших планет мало наклонены друг к другу и к фундаментальной плоскости С. с. (т. н. Лапласа неизменяемой плоскости (См. Лапласа неизменяемая плоскость)).

         Элементы планетных орбит (по данным на 1973)

        

        --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |                                      | Ср. расстояние от     |                                       | Угол наклона плоскости     | Период обращения      |

        | Планета                        | Солнца (и. е.)            | Эксцентриситет орбиты  | орбиты к плоскости           | вокруг Солнца (в          |

        |                                      |                                  |                                       | эклиптики (градусы)          | годах)                          |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Меркурий                      | 0,387                         | 0,206                              | 7,00                                  | 0,24                             |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Венера                          | 0,723                         | 0,007                              | 3,39                                  | 0,62                             |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Земля                           | 1,000                         | 0,016                              | -                                        | 1,00                             |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Марс                             | 1,524                         | 0,093                              | 1.85                                  | 1,88                             |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Юпитер                         | 5,2U3                        | 0,043                              | 1,31                                  | 11,86                           |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Сатурн                          | 9,539                         | 0,056                              | 2,49                                  | 29,46                           |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Уран                              | 19,19                         | 0,046                              | 0,77                                  | 84,02                           |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Нептун                          | 30,06                         | 0,008                              | 1,77                                  | 164,79                         |

        |-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Плутон                          | 39,75                         | 0,253                              | 17,15                                 | 250,6                           |

        --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        

         Около 90% естественных спутников планет (См. Спутники планет) группируется вокруг внешних планет, причём Юпитер и Сатурн сами представляют системы, подобные С. с. в миниатюре. Некоторые спутники имеют весьма большие размеры; так, спутник Юпитера Ганимед по размерам превосходит планету Меркурий. Сатурн, кроме десяти спутников, обладает системой колец, состоящих из большого количества мелких тел, движение которых соответствует законам Кеплера; по сути дела эти тела представляют собой также спутники Сатурна. Радиус внешнего кольца составляет 2,3 радиуса Сатурна, т. е. кольца расположены внутри Роша предела.

         К 1976 вычислены точные орбиты свыше 2 тыс. малых планет (См. Малые планеты); их орбиты расположены главным образом между орбитами Марса и Юпитера. Орбиты малых планет по форме и положению могут существенно отличаться от орбит больших планет; в частности, их наклоны к плоскости эклиптики достигают 52°, а эксцентриситеты 0,83. Вследствие больших эксцентриситетов некоторые планеты приближаются к Солнцу ближе Меркурия и удаляются от него на расстояние орбиты Сатурна. Общее число малых планет, доступных современным телескопам, оценивается в 40 000.

         Движение (и вращение вокруг осей) планет и их спутников, рассматриваемое с Сев. полюса мира, происходит против часовой стрелки (прямое движение). Исключение представляют вращение Венеры и Урана и обратное движение некоторых спутников вокруг планет. Расстояния между орбитами больших планет описываются эмпирическим Тициуса - Боде правилом.

         Кометы по внешнему виду, размерам и характеристикам своих орбит резко отличаются от др. тел С. с. Периоды обращения комет могут достигать нескольких млн. лет, причём в афелии такие кометы приближаются к границам С. с., испытывая гравитационные возмущения от ближайших звёзд. Орбиты комет имеют любые наклоны от 0° до 180°. Общее количество комет оценивается сотнями млрд.

         Метеорные тела (см. Метеоры) и Космическая пыль заполняют всё пространство С. с. На движение космической пыли влияет не только притяжение Солнца и планет, но и солнечная радиация, а на движение электрически заряженных частиц — также и магнитные поля Солнца и планет. Внутри орбиты Земли плотность космической пыли возрастает, и она образует облако, окружающее Солнце, видимое с Земли как Зодиакальный свет.

         Вопрос об устойчивости С. с. тесно связан с наличием вековых членов (см. Возмущения небесных тел) в больших полуосях, эксцентриситетах и наклонах планетных орбит. Однако классические методы небесной механики не учитывают малые диссипативные факторы (например, непрерывную потерю Солнцем его массы), которые могут играть существенную роль в эволюции Солнечной системы в больших интервалах времени. С. с. участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительно круговой орбите со скоростью около 250 км\сек. Период обращения С. с. вокруг центра Галактики определяется в около 200 млн. лет. Вопрос о происхождении С. с. является одним из важнейших вопросов современного естествознания (см. Космогония). Решение этого вопроса осложняется тем, что С. с. известна нам в единственном экземпляре. Предположения о существовании тёмных спутников планетных размеров у ближайших звёзд весьма вероятны, но пока не получили окончательного подтверждения. Возраст С. с. оценивается в 5 млрд. лет.

         Космическая эра открыла перед астрономией совершенно новые перспективы в изучении С. с. Советские и американские Космические зонды интенсивно исследуют внутренние планеты С. с. Советские космические зонды совершили мягкую посадку на Луну, Венеру, Марс. Первые космонавты (США) высадились на поверхность Луны (1969), американские космические зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» (1972—74) преодолели пояс малых планет и прошли в непосредственной близости от Юпитера. Планируются полёты к периодическим кометам и мягкая посадка космического аппарата на малую планету, приближающуюся к Земле на близкое расстояние. Человечество начинает практически осваивать внутреннюю область Солнечной системы.

         Лит. см. при статьях Небесная механика, Планеты, Космогония.

         Г. А. Чеботарев.

        

        Схематический план Солнечной системы.

        

        Сравнительные размеры Солнца и планет.