Quels systèmes solaires existe-t-il dans l’univers ? Combien de galaxies dans l’Univers l’homme moderne connaît-il ? Galaxies spirales du catalogue Messier

02.07.2020

Composition du système solaire

L'ensemble des corps célestes se déplaçant autour du Soleil pour former un corps central Système solaire. Il est situé presque à la périphérie de la Voie lactée. Le système solaire est impliqué dans une rotation autour du centre de la galaxie. La vitesse de son déplacement est d'environ 220 km/s. Ce mouvement se produit en direction de la constellation du Cygne.

La composition du système solaire peut être représentée sous la forme d'un diagramme simplifié présenté sur la figure 1. 3.

Plus de 99,9 % de la masse de matière du système solaire provient du Soleil et seulement 0,1 % de tous ses autres éléments.

Hypothèse de I. Kant (1775) - P. Laplace (1796)	Hypothèse de D. Jeans (début du XXe siècle)	Hypothèse de l'académicien O.P. Schmidt (années 40 du XXe siècle)	Hypothèse akalémique de V. G. Fesenkov (années 30 du XXe siècle)
Les planètes se sont formées à partir de matière gazeuse et poussiéreuse (sous la forme d’une nébuleuse chaude). Le refroidissement s'accompagne d'une compression et d'une augmentation de la vitesse de rotation de certains axes. Des anneaux sont apparus à l'équateur de la nébuleuse. La substance des anneaux recueillie dans des corps chauds et progressivement refroidie	Une étoile plus grande est passée devant le Soleil et sa gravité a extrait un flux de matière chaude (proéminence) du Soleil. Des condensations se sont formées, à partir desquelles des planètes se sont ensuite formées.	Le nuage de gaz et de poussière tournant autour du Soleil aurait dû prendre une forme solide à la suite de la collision des particules et de leur mouvement. Les particules se combinent en condensations. L'attraction des particules plus petites par les condensations aurait dû contribuer à la croissance de la matière environnante. Les orbites des condensations auraient dû devenir presque circulaires et se situer presque dans le même plan. Les condensations étaient les embryons des planètes, absorbant presque toute la matière des espaces entre leurs orbites.	Le Soleil lui-même est né du nuage en rotation et les planètes ont émergé des condensations secondaires dans ce nuage. De plus, le Soleil a considérablement diminué et s'est refroidi jusqu'à atteindre son état actuel.

Riz. 3. Composition du système solaire

Soleil

Soleil- c'est une étoile, une boule chaude géante. Son diamètre est 109 fois le diamètre de la Terre, sa masse est 330 000 fois la masse de la Terre, mais sa densité moyenne est faible - seulement 1,4 fois la densité de l'eau. Le Soleil est situé à environ 26 000 années-lumière du centre de notre galaxie et tourne autour de celle-ci, effectuant une révolution en 225 à 250 millions d'années environ. La vitesse orbitale du Soleil est de 217 km/s, ce qui signifie qu'il parcourt une année-lumière toutes les 1 400 années terrestres.

Riz. 4. Composition chimique du Soleil

La pression exercée sur le Soleil est 200 milliards de fois supérieure à celle exercée à la surface de la Terre. La densité de la matière solaire et la pression augmentent rapidement en profondeur ; l'augmentation de la pression s'explique par le poids de toutes les couches sus-jacentes. La température à la surface du Soleil est de 6 000 K et à l'intérieur de 13 500 000 K. La durée de vie caractéristique d'une étoile comme le Soleil est de 10 milliards d'années.

Tableau 1. Informations générales sur le Soleil

La composition chimique du Soleil est à peu près la même que celle de la plupart des autres étoiles : environ 75 % est constituée d'hydrogène, 25 % d'hélium et moins de 1 % sont constitués de tous les autres éléments chimiques (carbone, oxygène, azote, etc.) (Fig. 4 ).

La partie centrale du Soleil d'un rayon d'environ 150 000 km est appelée la partie solaire. cœur. C'est une zone de réactions nucléaires. La densité de la substance est ici environ 150 fois supérieure à la densité de l'eau. La température dépasse 10 millions de K (sur l'échelle Kelvin, en degrés Celsius 1 °C = K - 273,1) (Fig. 5).

Au-dessus du noyau, à des distances d'environ 0,2 à 0,7 rayons solaires de son centre, se trouve zone de transfert d’énergie rayonnante. Le transfert d'énergie s'effectue ici par absorption et émission de photons par des couches individuelles de particules (voir Fig. 5).

Riz. 5. Structure du Soleil

Photon(du grec phos- lumière), particule élémentaire capable d’exister uniquement en se déplaçant à la vitesse de la lumière.

Plus près de la surface du Soleil, un mélange vortex du plasma se produit et l'énergie est transférée à la surface.

principalement par les mouvements de la substance elle-même. Cette méthode de transfert d'énergie est appelée convection, et la couche du Soleil où cela se produit est zone convective. L'épaisseur de cette couche est d'environ 200 000 km.

Au-dessus de la zone convective se trouve l'atmosphère solaire, qui fluctue constamment. Des ondes verticales et horizontales d'une longueur de plusieurs milliers de kilomètres s'y propagent. Les oscillations se produisent avec une période d'environ cinq minutes.

La couche interne de l'atmosphère du Soleil est appelée photosphère. Il est constitué de bulles légères. Ce granulés. Leurs tailles sont petites - 1 000 à 2 000 km et la distance qui les sépare est de 300 à 600 km. Environ un million de granules peuvent être observés simultanément sur le Soleil, chacun d'entre eux existant pendant plusieurs minutes. Les granules sont entourés d'espaces sombres. Si la substance monte dans les granules, elle tombe autour d'eux. Les granules créent un fond général sur lequel des formations à grande échelle telles que des facules, des taches solaires, des proéminences, etc. peuvent être observées.

Taches solaires- des zones sombres sur le Soleil dont la température est inférieure à celle de l'espace environnant.

Torches solaires appelés champs lumineux entourant les taches solaires.

Proéminences(de lat. protubéro- gonflement) - condensations denses d'une substance relativement froide (par rapport à la température environnante) qui s'élèvent et sont maintenues au-dessus de la surface du Soleil par un champ magnétique. L'apparition du champ magnétique solaire peut être causée par le fait que les différentes couches du Soleil tournent à des vitesses différentes : les parties internes tournent plus rapidement ; Le noyau tourne particulièrement rapidement.

Les protubérances, les taches solaires et les facules ne sont pas les seuls exemples d'activité solaire. Cela comprend également les orages magnétiques et les explosions, appelés clignote.

Au-dessus de la photosphère se trouve chromosphère- l'enveloppe extérieure du Soleil. L'origine du nom de cette partie de l'atmosphère solaire est liée à sa couleur rougeâtre. L'épaisseur de la chromosphère est de 10 à 15 000 km et la densité de matière est des centaines de milliers de fois inférieure à celle de la photosphère. La température dans la chromosphère augmente rapidement, atteignant des dizaines de milliers de degrés dans ses couches supérieures. Au bord de la chromosphère on observe spicules, représentant des colonnes allongées de gaz lumineux compacté. La température de ces jets est supérieure à la température de la photosphère. Les spicules s'élèvent d'abord de la chromosphère inférieure jusqu'à 5 000-10 000 km, puis retombent, où ils disparaissent. Tout cela se produit à une vitesse d'environ 20 000 m/s. Spi kula vit 5 à 10 minutes. Le nombre de spicules existant simultanément sur le Soleil est d'environ un million (Fig. 6).

Riz. 6. La structure des couches externes du Soleil

Entoure la chromosphère couronne solaire- couche externe de l'atmosphère du Soleil.

La quantité totale d'énergie émise par le Soleil est de 3,86. 1026 W, et seulement un deux milliardième de cette énergie est reçue par la Terre.

Le rayonnement solaire comprend corpusculaire Et un rayonnement électromagnétique.Rayonnement fondamental corpusculaire- il s'agit d'un flux de plasma constitué de protons et de neutrons, ou en d'autres termes - vent ensoleillé, qui atteint l’espace proche de la Terre et circule autour de toute la magnétosphère de la Terre. Un rayonnement électromagnétique- C'est l'énergie rayonnante du Soleil. Il atteint la surface de la Terre sous forme de rayonnement direct et diffus et assure le régime thermique de notre planète.

Au milieu du 19ème siècle. astronome suisse Rudolf Loup(1816-1893) (Fig. 7) ont calculé un indicateur quantitatif de l'activité solaire, connu dans le monde entier sous le nom de nombre de Wolf. Après avoir traité les observations de taches solaires accumulées au milieu du siècle dernier, Wolf a pu établir le cycle moyen d'activité solaire d'un an. En fait, les intervalles de temps entre les années de nombre de loups maximum ou minimum varient de 7 à 17 ans. Simultanément au cycle de 11 ans, un cycle d'activité solaire séculaire, ou plus précisément de 80 à 90 ans, se produit. Se superposant de manière non coordonnée, ils entraînent des changements notables dans les processus qui se déroulent dans l'enveloppe géographique de la Terre.

Le lien étroit entre de nombreux phénomènes terrestres et l'activité solaire a été souligné dès 1936 par A.L. Chizhevsky (1897-1964) (Fig. 8), qui écrivait que l'écrasante majorité des processus physiques et chimiques sur Terre sont le résultat de l'influence de forces cosmiques. Il fut également l'un des fondateurs de sciences telles que héliobiologie(du grec Hélios- soleil), étudiant l'influence du Soleil sur la matière vivante de l'enveloppe géographique de la Terre.

En fonction de l'activité solaire, des phénomènes physiques tels que : les orages magnétiques, la fréquence des aurores boréales, la quantité de rayonnement ultraviolet, l'intensité de l'activité orageuse, la température de l'air, la pression atmosphérique, les précipitations, le niveau des lacs, des rivières, des eaux souterraines, salinité et activité des mers, etc.

La vie des plantes et des animaux est associée à l'activité périodique du Soleil (il existe une corrélation entre la cyclicité solaire et la durée de la saison de croissance des plantes, la reproduction et la migration des oiseaux, des rongeurs, etc.), ainsi que celle des humains. (maladies).

Actuellement, les relations entre les processus solaires et terrestres continuent d'être étudiées à l'aide de satellites artificiels terrestres.

Planètes terrestres

Outre le Soleil, les planètes font partie du système solaire (Fig. 9).

En fonction de leur taille, de leurs caractéristiques géographiques et de leur composition chimique, les planètes sont divisées en deux groupes : planètes terrestres Et planètes géantes. Les planètes telluriques comprennent, et. Ils seront abordés dans cette sous-section.

Riz. 9. Planètes du système solaire

Terre- la troisième planète à partir du Soleil. Une sous-section distincte lui sera consacrée.

Résumons. La densité de la substance de la planète, et compte tenu de sa taille, sa masse, dépend de l’emplacement de la planète dans le système solaire. Comment
Plus une planète est proche du Soleil, plus sa densité moyenne de matière est élevée. Par exemple, pour Mercure, c'est 5,42 g/cm\ Vénus - 5,25, Terre - 5,25, Mars - 3,97 g/cm3.

Les caractéristiques générales des planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) sont principalement : 1) des tailles relativement petites ; 2) des températures élevées à la surface et 3) une densité élevée de matière planétaire. Ces planètes tournent relativement lentement sur leur axe et possèdent peu ou pas de satellites. Dans la structure des planètes telluriques, il existe quatre coquilles principales : 1) un noyau dense ; 2) le manteau qui le recouvre ; 3) écorce; 4) coque légère gaz-eau (hors Mercure). Des traces d'activité tectonique ont été trouvées à la surface de ces planètes.

Planètes géantes

Faisons maintenant connaissance avec les planètes géantes, qui font également partie de notre système solaire. Ce , .

Les planètes géantes ont les caractéristiques générales suivantes : 1) grande taille et masse ; 2) tourner rapidement autour d’un axe ; 3) avoir des anneaux et de nombreux satellites ; 4) l'atmosphère est principalement constituée d'hydrogène et d'hélium ; 5) au centre ils ont un noyau chaud de métaux et de silicates.

Ils se distinguent également par : 1) de faibles températures de surface ; 2) faible densité de matière planétaire.

Vous êtes sûrement nombreux à avoir vu un gif ou regardé une vidéo montrant le mouvement du système solaire.

Clip vidéo, sorti en 2012, est devenu viral et a créé beaucoup de buzz. Je l'ai découvert peu de temps après son apparition, alors que j'en savais beaucoup moins sur l'espace qu'aujourd'hui. Et ce qui m’a le plus dérouté, c’est la perpendiculaire du plan des orbites des planètes par rapport à la direction du mouvement. Non pas que ce soit impossible, mais le système solaire peut se déplacer selon n’importe quel angle par rapport au plan galactique. Vous vous demandez peut-être pourquoi se souvenir d’histoires oubliées depuis longtemps ? Le fait est qu'à l'heure actuelle, s'il le souhaite et s'il fait beau, tout le monde peut voir dans le ciel l'angle réel entre les plans de l'écliptique et la Galaxie.

Vérification des scientifiques

L'astronomie dit que l'angle entre les plans de l'écliptique et la Galaxie est de 63°.

Mais le chiffre en lui-même est ennuyeux, et même maintenant, alors que les adeptes de la Terre plate organisent un coven en marge de la science, j'aimerais avoir une illustration simple et claire. Réfléchissons à la façon dont nous pouvons voir les plans de la Galaxie et l'écliptique dans le ciel, de préférence à l'œil nu et sans trop s'éloigner de la ville ? Le plan de la Galaxie est la Voie Lactée, mais maintenant, avec l'abondance de la pollution lumineuse, il n'est pas si facile de le voir. Y a-t-il une ligne approximativement proche du plan de la Galaxie ? Oui, c'est la constellation du Cygne. Il est clairement visible même dans la ville, et il est facile de le trouver grâce aux étoiles brillantes : Deneb (alpha Cygnus), Vega (alpha Lyrae) et Altair (alpha Eagle). Le « torse » du Cygnus coïncide à peu près avec le plan galactique.

D'accord, nous avons un avion. Mais comment obtenir une ligne d’écliptique visuelle ? Pensons à ce qu'est réellement l'écliptique ? Selon la définition stricte moderne, l'écliptique est une section de la sphère céleste par le plan orbital du barycentre (centre de masse) de la Terre-Lune. En moyenne, le Soleil se déplace le long de l'écliptique, mais nous n'avons pas deux Soleils le long desquels il convient de tracer une ligne, et la constellation du Cygne ne sera pas visible au soleil. Mais si nous nous souvenons que les planètes du système solaire se déplacent également à peu près dans le même plan, il s'avère alors que le défilé des planètes nous montrera approximativement le plan de l'écliptique. Et maintenant, dans le ciel du matin, vous ne pouvez voir que Mars, Jupiter et Saturne.

Ainsi, dans les semaines à venir, le matin avant le lever du soleil, il sera possible de voir très clairement l'image suivante :

Ce qui, étonnamment, s’accorde parfaitement avec les manuels d’astronomie.

Il est plus correct de dessiner un gif comme ceci :

Source : site Web de l'astronome Rhys Taylor, rhysy.net

La question concerne peut-être la position relative des avions. Est-ce qu'on vole ?<-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Mais ce fait, hélas, ne peut être vérifié manuellement, car même s'ils l'ont fait il y a deux cent trente-cinq ans, ils ont utilisé les résultats de nombreuses années d'observations astronomiques et mathématiques.

Étoiles dispersées

Comment peut-on même déterminer où se déplace le système solaire par rapport aux étoiles proches ? Si nous pouvons enregistrer le mouvement d’une étoile à travers la sphère céleste pendant des décennies, alors la direction du mouvement de plusieurs étoiles nous indiquera où nous nous déplaçons par rapport à elles. Appelons le point vers lequel nous déplaçons le sommet. Les étoiles qui en sont proches, ainsi que du point opposé (antiapex), se déplaceront faiblement car elles volent vers nous ou s'éloignent de nous. Et plus l’étoile est éloignée du sommet et de l’antisommet, plus son propre mouvement sera grand. Imaginez que vous conduisez sur la route. Les feux de circulation aux intersections devant et derrière ne se déplaceront pas trop sur les côtés. Mais les lampadaires le long de la route scintilleront toujours (avec beaucoup de leurs propres mouvements) devant la fenêtre.

Le gif montre le mouvement de l'étoile de Barnard, qui a le mouvement propre le plus important. Déjà au XVIIIe siècle, les astronomes avaient enregistré la position des étoiles sur un intervalle de 40 à 50 ans, ce qui permettait de déterminer la direction du mouvement des étoiles plus lentes. Ensuite, l'astronome anglais William Herschel a pris des catalogues d'étoiles et, sans passer par le télescope, a commencé à calculer. Déjà les premiers calculs utilisant le catalogue Mayer montraient que les étoiles ne se déplacent pas de manière chaotique et que le sommet peut être déterminé.

Source : Hoskin, Détermination de l'apex solaire de M. Herschel, Journal for the History of Astronomy, Vol. 11, P. 153, 1980.

Et avec les données du catalogue Lalande, la superficie a été considérablement réduite.

De là

Vint ensuite le travail scientifique normal - clarification des données, calculs, controverses, mais Herschel utilisa le bon principe et ne se trompa que de dix degrés. Des informations sont encore collectées. Par exemple, il y a à peine trente ans, la vitesse de déplacement était réduite de 20 à 13 km/s. Important : cette vitesse ne doit pas être confondue avec la vitesse du système solaire et des autres étoiles proches par rapport au centre de la Galaxie, qui est d'environ 220 km/s.

Même plus loin

Eh bien, puisque nous avons mentionné la vitesse de déplacement par rapport au centre de la Galaxie, nous devons également la comprendre ici. Le pôle Nord galactique a été choisi de la même manière que celui de la Terre – arbitrairement par convention. Il est situé près de l'étoile Arcturus (alpha Boötes), approximativement sur l'aile de la constellation du Cygne. En général, la projection des constellations sur la carte de la Galaxie ressemble à ceci :

Ceux. Le système solaire se déplace par rapport au centre de la Galaxie en direction de la constellation du Cygne, et par rapport aux étoiles locales en direction de la constellation d'Hercule, selon un angle de 63° par rapport au plan galactique,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

Queue spatiale

Mais la comparaison du système solaire avec une comète dans la vidéo est tout à fait correcte. L'appareil IBEX de la NASA a été spécialement créé pour déterminer l'interaction entre les limites du système solaire et l'espace interstellaire. Et selon lui

Le 18 novembre, les astronomes du monde entier ont été plongés dans une émotion extraordinaire suite à une découverte étonnante : un exoplanète, « né » dans une autre galaxie. Les experts affirment désormais que l’étude de ce système unique pourrait donner un aperçu du sort qui attend la Terre dans le système solaire. De plus, les études de l'étoile et de sa planète, capturées par notre galaxie, aideront les astronomes à prédire l'avenir de l'ensemble du système solaire une fois que notre étoile aura atteint la fin de son cycle de vie, se transformant d'abord en géante rouge, puis en géante. nain blanc.

Exoplanète, nommée HIP 13044b, est une géante gazeuse dont la masse dépasse de 25 % celle de Jupiter (la plus grande planète de notre système). Mais contrairement à Jupiter, l’orbite de HIP 13044b passe par son étoile à une distance de seulement 5 millions de kilomètres. Pour que vous compreniez à quel point cette distance est insignifiante, disons qu'une année (c'est-à-dire une révolution complète autour de l'étoile) sur ce corps céleste dure un peu plus de 16 jours terrestres. Les astronomes suggèrent que cela n’a pas toujours été le cas. Très probablement, l'étoile, en grandissant, a arraché la planète de son orbite plutôt lointaine (sinon elle n'aurait pas pu survivre au stade géante rouge) et l'a tirée à une distance mortelle.

L’étoile autour de laquelle tourne l’héroïne de notre histoire est née dans la galaxie naine la plus proche de nous il y a 6 à 9 milliards d’années. Dans le processus de cannibalisme galactique, lorsqu’une galaxie en absorbe une autre, l’étoile devient une partie de la Voie lactée. Après le temps imparti, elle a commencé à se transformer en géante rouge, son atmosphère gazeuse a commencé à se dilater, attirant toutes ses propres planètes, les déchirant et les détruisant sans laisser de trace. Et pourtant, pour une raison encore obscure pour les astronomes, exoplanète HIP 13044b a survécu. Elle tourne toujours autour de son étoile sur une petite orbite. Naturellement, il ne peut pas contenir non seulement la vie, mais même des micro-organismes. Et pourtant, ce mystère passionnera l’esprit des scientifiques pendant de nombreuses années encore.

Fait intéressant, selon l'analyse d'experts, notre Soleil et l'Étoile extraterrestre sont des corps célestes similaires, ce qui signifie qu'ils sont nés et se sont développés à peu près selon le même modèle, mais l'Étoile prodigue est beaucoup plus ancienne que la nôtre. C'est pourquoi les astronomes espèrent utiliser les observations de ce système inhabituel pour comprendre comment le Soleil se comportera au cours des 3 à 6 milliards d'années à venir. On pense que notre étoile atteindra la phase géante rouge dans environ 5 milliards d’années, lorsqu’elle aura épuisé ses réserves d’hydrogène.

Dans notre propre système solaire, seules Mars et les géantes gazeuses sont susceptibles d’échapper à l’étreinte cracheuse de feu du soleil lorsqu’il se transforme en géante rouge. Quant à Mercure et Vénus, elles n’ont aucune chance. Mais le débat sur le sort de la Terre continue. Peut-être que HIP 13044b peut le résoudre. Les scientifiques pensent qu’après avoir augmenté le volume du soleil, l’humanité aura encore une chance de survivre. Peut-être qu'une des lunes de Saturne deviendra un jour notre deuxième maison.

Pour nous, non spécialistes, l’enthousiasme des scientifiques autour des événements cosmiques est parfois incompréhensible. Eh bien, ils ont trouvé une planète d’une autre galaxie qui tourne autour de son étoile. Qu'est-ce qui ne va pas avec ça? Mais il s’avère que jusqu’à présent personne n’a pu confirmer l’existence exoplanètes, des étoiles en orbite dans d'autres galaxies ! La raison en est les distances énormes qui ne permettent pas d'observations et de mesures précises. La découverte de HIP 13044b vaut donc beaucoup. Son existence confirme les calculs théoriques des astronomes, qui croient qu'il existe non seulement des étoiles et des planètes, mais aussi des êtres intelligents dans d'autres galaxies.

L’espace sans fin qui nous entoure n’est pas seulement un immense espace sans air et un vide. Ici tout est soumis à un ordre unique et strict, tout a ses propres règles et obéit aux lois de la physique. Tout est en mouvement constant et est constamment interconnecté les uns avec les autres. Il s'agit d'un système dans lequel chaque corps céleste occupe sa place spécifique. Le centre de l’Univers est entouré de galaxies, parmi lesquelles se trouve notre Voie lactée. Notre galaxie, quant à elle, est formée d'étoiles autour desquelles tournent de grandes et petites planètes avec leurs satellites naturels. Le tableau à l'échelle universelle est complété par des objets errants - comètes et astéroïdes.

Dans cet amas infini d'étoiles se trouve notre système solaire - un minuscule objet astrophysique selon les normes cosmiques, qui comprend notre foyer cosmique - la planète Terre. Pour nous, terriens, la taille du système solaire est colossale et difficile à percevoir. En termes d'échelle de l'Univers, ce sont des nombres infimes - seulement 180 unités astronomiques ou 2,693e+10 km. Ici aussi, tout est soumis à ses propres lois, a son propre lieu et sa propre séquence clairement définies.

Brèves caractéristiques et description

Le milieu interstellaire et la stabilité du système solaire sont assurés par la localisation du Soleil. Son emplacement est un nuage interstellaire inclus dans le bras Orion-Cygnus, qui à son tour fait partie de notre galaxie. D'un point de vue scientifique, notre Soleil est situé en périphérie, à 25 mille années-lumière du centre de la Voie Lactée, si l'on considère la galaxie dans le plan diamétral. À son tour, le mouvement du système solaire autour du centre de notre galaxie s'effectue en orbite. Une révolution complète du Soleil autour du centre de la Voie lactée s'effectue de différentes manières, en 225 à 250 millions d'années et correspond à une année galactique. L'orbite du système solaire a une inclinaison de 600 par rapport au plan galactique. A proximité, à proximité de notre système, d'autres étoiles et d'autres systèmes solaires avec leurs grandes et petites planètes tournent autour du centre de la galaxie.

L'âge approximatif du système solaire est de 4,5 milliards d'années. Comme la plupart des objets de l’Univers, notre étoile s’est formée à la suite du Big Bang. L'origine du système solaire s'explique par les mêmes lois qui ont fonctionné et continuent de fonctionner aujourd'hui dans les domaines de la physique nucléaire, de la thermodynamique et de la mécanique. Tout d'abord, une étoile s'est formée autour de laquelle, en raison des processus centripètes et centrifuges en cours, la formation de planètes a commencé. Le Soleil s'est formé à partir d'une accumulation dense de gaz - un nuage moléculaire, produit d'une explosion colossale. À la suite de processus centripètes, des molécules d'hydrogène, d'hélium, d'oxygène, de carbone, d'azote et d'autres éléments ont été comprimées en une masse continue et dense.

Le résultat de processus grandioses et à si grande échelle a été la formation d'une protoétoile, dans la structure de laquelle la fusion thermonucléaire a commencé. Nous observons aujourd’hui ce long processus, qui a commencé bien plus tôt, en observant notre Soleil 4,5 milliards d’années après sa formation. L'ampleur des processus se produisant lors de la formation d'une étoile peut être imaginée en évaluant la densité, la taille et la masse de notre Soleil :

la densité est de 1,409 g/cm3 ;
le volume du Soleil est presque le même - 1,40927x1027 m3 ;
masse de l'étoile – 1,9885x1030 kg.

Aujourd'hui, notre Soleil est un objet astrophysique ordinaire dans l'Univers, non pas la plus petite étoile de notre galaxie, mais loin d'être la plus grande. Le Soleil est dans son âge mûr, étant non seulement le centre du système solaire, mais aussi le principal facteur de l'émergence et de l'existence de la vie sur notre planète.

La structure finale du système solaire se situe sur la même période, avec une différence de plus ou moins un demi-milliard d'années. La masse de l'ensemble du système, où le Soleil interagit avec les autres corps célestes du système solaire, est de 1,0014 M☉. En d’autres termes, toutes les planètes, satellites et astéroïdes, poussières cosmiques et particules de gaz tournant autour du Soleil, comparées à la masse de notre étoile, ne sont qu’une goutte d’eau dans l’océan.

La façon dont nous avons une idée de notre étoile et des planètes tournant autour du Soleil est une version simplifiée. Le premier modèle mécanique héliocentrique du système solaire doté d’un mécanisme d’horlogerie a été présenté à la communauté scientifique en 1704. Il faut tenir compte du fait que les orbites des planètes du système solaire ne se trouvent pas toutes dans le même plan. Ils tournent selon un certain angle.

Le modèle du système solaire a été créé sur la base d'un mécanisme plus simple et plus ancien - le tellure, à l'aide duquel la position et le mouvement de la Terre par rapport au Soleil ont été simulés. Grâce au tellure, il a été possible d'expliquer le principe du mouvement de notre planète autour du Soleil et de calculer la durée de l'année terrestre.

Le modèle le plus simple du système solaire est présenté dans les manuels scolaires, où chacune des planètes et autres corps célestes occupe une certaine place. Il faut tenir compte du fait que les orbites de tous les objets tournant autour du Soleil sont situées à des angles différents par rapport au plan central du système solaire. Les planètes du système solaire sont situées à différentes distances du Soleil, tournent à des vitesses différentes et tournent différemment autour de leur propre axe.

Une carte – un diagramme du système solaire – est un dessin où tous les objets sont situés dans le même plan. Dans ce cas, une telle image donne uniquement une idée de la taille des corps célestes et des distances qui les séparent. Grâce à cette interprétation, il est devenu possible de comprendre la localisation de notre planète parmi d'autres planètes, d'évaluer l'échelle des corps célestes et de donner une idée des énormes distances qui nous séparent de nos voisins célestes.

Planètes et autres objets du système solaire

Presque l’univers entier est composé de myriades d’étoiles, parmi lesquelles se trouvent de grands et petits systèmes solaires. La présence d’une étoile avec ses propres planètes satellites est un phénomène courant dans l’espace. Les lois de la physique sont les mêmes partout et notre système solaire ne fait pas exception.

Si vous posez la question de savoir combien il y avait de planètes dans le système solaire et combien il y en a aujourd'hui, il est assez difficile de répondre sans équivoque. Actuellement, l'emplacement exact de 8 planètes majeures est connu. De plus, 5 petites planètes naines tournent autour du Soleil. L’existence d’une neuvième planète est actuellement controversée dans les milieux scientifiques.

L’ensemble du système solaire est divisé en groupes de planètes, disposés dans l’ordre suivant :

Planètes terrestres:

Mercure;
Vénus;
Mars.

Planètes gazeuses - géantes :

Jupiter;
Saturne;
Uranus;
Neptune.

Toutes les planètes présentées dans la liste diffèrent par leur structure et ont des paramètres astrophysiques différents. Quelle planète est plus grande ou plus petite que les autres ? Les tailles des planètes du système solaire sont différentes. Les quatre premiers objets, de structure similaire à celle de la Terre, ont une surface rocheuse solide et sont dotés d'une atmosphère. Mercure, Vénus et la Terre sont les planètes intérieures. Mars ferme ce groupe. Viennent ensuite les géantes gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune - des formations gazeuses denses et sphériques.

Le processus de vie des planètes du système solaire ne s’arrête pas une seconde. Les planètes que nous voyons dans le ciel aujourd’hui sont la disposition des corps célestes que possède actuellement le système planétaire de notre étoile. L’état qui existait à l’aube de la formation du système solaire est remarquablement différent de celui qui a été étudié aujourd’hui.

Les paramètres astrophysiques des planètes modernes sont indiqués par le tableau, qui indique également la distance des planètes du système solaire au Soleil.

Les planètes existantes du système solaire ont à peu près le même âge, mais il existe des théories selon lesquelles au début il y avait plus de planètes. Ceci est démontré par de nombreux mythes et légendes anciens qui décrivent la présence d'autres objets astrophysiques et catastrophes ayant conduit à la mort de la planète. Ceci est confirmé par la structure de notre système stellaire, où, à côté des planètes, se trouvent des objets qui sont le produit de violents cataclysmes cosmiques.

Un exemple frappant d’une telle activité est la ceinture d’astéroïdes, située entre les orbites de Mars et de Jupiter. Les objets d'origine extraterrestre sont concentrés ici en grand nombre, représentés principalement par des astéroïdes et de petites planètes. Ce sont ces fragments de forme irrégulière qui sont considérés dans la culture humaine comme les restes de la protoplanète Phaéton, qui a péri il y a des milliards d'années à la suite d'un cataclysme à grande échelle.

En fait, il existe une opinion dans les milieux scientifiques selon laquelle la ceinture d'astéroïdes s'est formée à la suite de la destruction d'une comète. Les astronomes ont découvert la présence d'eau sur le gros astéroïde Thémis et sur les petites planètes Cérès et Vesta, qui sont les plus gros objets de la ceinture d'astéroïdes. La glace trouvée à la surface des astéroïdes peut indiquer la nature cométaire de la formation de ces corps cosmiques.

Autrefois l’une des planètes majeures, Pluton n’est plus considérée aujourd’hui comme une planète à part entière.

Pluton, qui était auparavant classée parmi les grandes planètes du système solaire, est aujourd'hui réduite à la taille de corps célestes nains tournant autour du Soleil. Pluton, ainsi que Haumea et Makemake, les plus grandes planètes naines, sont situées dans la ceinture de Kuiper.

Ces planètes naines du système solaire sont situées dans la ceinture de Kuiper. La région située entre la ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort est la plus éloignée du Soleil, mais l'espace n'y est pas non plus vide. En 2005, le corps céleste le plus éloigné de notre système solaire, la planète naine Eris, y a été découvert. Le processus d'exploration des régions les plus éloignées de notre système solaire se poursuit. La ceinture de Kuiper et le nuage d'Oort sont hypothétiquement les régions frontalières de notre système stellaire, la frontière visible. Ce nuage de gaz est situé à une année-lumière du Soleil et est la région où naissent les comètes, les satellites errants de notre étoile.

Caractéristiques des planètes du système solaire

Le groupe terrestre de planètes est représenté par les planètes les plus proches du Soleil - Mercure et Vénus. Ces deux corps cosmiques du système solaire, malgré la similitude de structure physique avec notre planète, constituent pour nous un environnement hostile. Mercure est la plus petite planète de notre système stellaire et la plus proche du Soleil. La chaleur de notre étoile incinère littéralement la surface de la planète, détruisant pratiquement son atmosphère. La distance entre la surface de la planète et le Soleil est de 57 910 000 km. En taille, avec seulement 5 000 km de diamètre, Mercure est inférieur à la plupart des grands satellites, dominés par Jupiter et Saturne.

Le satellite de Saturne, Titan, a un diamètre de plus de 5 000 km, le satellite de Jupiter, Ganymède, a un diamètre de 5 265 km. Les deux satellites sont deuxièmes en taille après Mars.

La toute première planète se précipite autour de notre étoile à une vitesse fulgurante, effectuant une révolution complète autour de notre étoile en 88 jours terrestres. Il est presque impossible de remarquer cette petite planète agile dans le ciel étoilé en raison de la présence rapprochée du disque solaire. Parmi les planètes telluriques, c'est sur Mercure que l'on observe les plus grands écarts de température journaliers. Alors que la surface de la planète face au Soleil chauffe jusqu'à 700 degrés Celsius, l'arrière de la planète est immergé dans le froid universel avec des températures allant jusqu'à -200 degrés.

La principale différence entre Mercure et toutes les planètes du système solaire réside dans sa structure interne. Mercure possède le plus grand noyau interne de fer-nickel, qui représente 83 % de la masse de la planète entière. Cependant, même cette qualité inhabituelle ne permettait pas à Mercure de disposer de ses propres satellites naturels.

À côté de Mercure se trouve la planète la plus proche de nous : Vénus. La distance entre la Terre et Vénus est de 38 millions de km, ce qui est très similaire à notre Terre. La planète a presque le même diamètre et la même masse, légèrement inférieurs dans ces paramètres à notre planète. Cependant, à tous autres égards, notre prochain est fondamentalement différent de notre foyer cosmique. La période de révolution de Vénus autour du Soleil est de 116 jours terrestres et la planète tourne extrêmement lentement autour de son propre axe. La température moyenne à la surface de Vénus tournant autour de son axe pendant 224 jours terrestres est de 447 degrés Celsius.

Comme son prédécesseur, Vénus ne dispose pas des conditions physiques propices à l’existence de formes de vie connues. La planète est entourée d’une atmosphère dense composée principalement de dioxyde de carbone et d’azote. Mercure et Vénus sont les seules planètes du système solaire à ne pas posséder de satellites naturels.

La Terre est la dernière des planètes intérieures du système solaire, située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil. Notre planète fait une révolution autour du Soleil tous les 365 jours. Tourne autour de son propre axe en 23,94 heures. La Terre est le premier des corps célestes situés sur le chemin allant du Soleil à la périphérie, qui possède un satellite naturel.

Digression : Les paramètres astrophysiques de notre planète sont bien étudiés et connus. La Terre est la planète la plus grande et la plus dense de toutes les autres planètes intérieures du système solaire. C'est ici que sont préservées les conditions physiques naturelles dans lesquelles l'existence de l'eau est possible. Notre planète possède un champ magnétique stable qui retient l’atmosphère. La Terre est la planète la mieux étudiée. L’étude qui s’ensuit présente principalement un intérêt non seulement théorique, mais également pratique.

Mars clôture le défilé des planètes telluriques. L’étude ultérieure de cette planète présente principalement non seulement un intérêt théorique, mais aussi un intérêt pratique, associé à l’exploration humaine des mondes extraterrestres. Les astrophysiciens sont attirés non seulement par la relative proximité de cette planète avec la Terre (en moyenne 225 millions de km), mais aussi par l'absence de conditions climatiques difficiles. La planète est entourée d'une atmosphère, bien qu'elle soit dans un état extrêmement raréfié, possède son propre champ magnétique et les différences de température à la surface de Mars ne sont pas aussi critiques que sur Mercure et Vénus.

Comme la Terre, Mars possède deux satellites, Phobos et Deimos, dont la nature naturelle a récemment été remise en question. Mars est la dernière quatrième planète à surface rocheuse du système solaire. Après la ceinture d'astéroïdes, qui est une sorte de frontière intérieure du système solaire, commence le royaume des géantes gazeuses.

Les plus grands corps célestes cosmiques de notre système solaire

Le deuxième groupe de planètes qui font partie du système de notre étoile a des représentants brillants et grands. Ce sont les plus gros objets de notre système solaire, considérés comme les planètes extérieures. Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune sont les plus éloignés de notre étoile, énormes par rapport aux normes terrestres et à leurs paramètres astrophysiques. Ces corps célestes se distinguent par leur massivité et leur composition, principalement de nature gazeuse.

Les principales beautés du système solaire sont Jupiter et Saturne. La masse totale de cette paire de géantes serait suffisante pour contenir la masse de tous les corps célestes connus du système solaire. Ainsi Jupiter, la plus grande planète du système solaire, pèse 1876,64328 1024 kg, et la masse de Saturne est de 561,80376 1024 kg. Ces planètes possèdent le plus grand nombre de satellites naturels. Certains d'entre eux, Titan, Ganymède, Callisto et Io, sont les plus grands satellites du système solaire et sont comparables en taille aux planètes telluriques.

La plus grande planète du système solaire, Jupiter, a un diamètre de 140 000 km. À bien des égards, Jupiter ressemble davantage à une étoile défaillante - un exemple frappant de l'existence d'un petit système solaire. Ceci est démontré par la taille de la planète et les paramètres astrophysiques - Jupiter n'est que 10 fois plus petite que notre étoile. La planète tourne assez rapidement autour de son propre axe - seulement 10 heures terrestres. Le nombre de satellites, dont 67 ont été identifiés à ce jour, est également frappant. Le comportement de Jupiter et de ses lunes est très similaire au modèle du système solaire. Un tel nombre de satellites naturels pour une planète soulève une nouvelle question : combien de planètes y avait-il dans le système solaire au début de sa formation. On suppose que Jupiter, doté d'un champ magnétique puissant, a transformé certaines planètes en satellites naturels. Certains d'entre eux - Titan, Ganymède, Callisto et Io - sont les plus grands satellites du système solaire et sont comparables en taille aux planètes telluriques.

Son petit frère, la géante gazeuse Saturne, est légèrement plus petit que Jupiter. Cette planète, comme Jupiter, est constituée principalement d'hydrogène et d'hélium, des gaz qui constituent la base de notre étoile. Avec sa taille, le diamètre de la planète est de 57 000 km, Saturne ressemble également à une protoétoile arrêtée dans son développement. Le nombre de satellites de Saturne est légèrement inférieur au nombre de satellites de Jupiter - 62 contre 67. Le satellite de Saturne, Titan, comme Io, le satellite de Jupiter, a une atmosphère.

En d’autres termes, les plus grandes planètes Jupiter et Saturne, avec leurs systèmes de satellites naturels, ressemblent fortement aux petits systèmes solaires, avec leur centre et leur système de mouvement de corps célestes clairement définis.

Derrière les deux géantes gazeuses se trouvent les mondes froids et sombres, les planètes Uranus et Neptune. Ces corps célestes sont situés à une distance de 2,8 milliards de km et 4,49 milliards de km. du Soleil, respectivement. En raison de leur énorme distance par rapport à notre planète, Uranus et Neptune ont été découvertes relativement récemment. Contrairement aux deux autres géantes gazeuses, Uranus et Neptune contiennent de grandes quantités de gaz gelés : hydrogène, ammoniac et méthane. Ces deux planètes sont aussi appelées géantes de glace. Uranus est plus petite que Jupiter et Saturne et occupe la troisième place dans le système solaire. La planète représente le pôle froid de notre système stellaire. La température moyenne à la surface d’Uranus est de -224 degrés Celsius. Uranus se distingue des autres corps célestes tournant autour du Soleil par sa forte inclinaison sur son propre axe. La planète semble rouler, tourner autour de notre étoile.

Comme Saturne, Uranus est entourée d’une atmosphère d’hydrogène et d’hélium. Neptune, contrairement à Uranus, a une composition différente. La présence de méthane dans l'atmosphère est indiquée par la couleur bleue du spectre de la planète.

Les deux planètes se déplacent lentement et majestueusement autour de notre étoile. Uranus orbite autour du Soleil en 84 années terrestres, et Neptune orbite autour de notre étoile deux fois plus longtemps - 164 années terrestres.

Enfin

Notre système solaire est un immense mécanisme dans lequel chaque planète, tous les satellites du système solaire, les astéroïdes et autres corps célestes se déplacent le long d'une route clairement définie. Les lois de l'astrophysique s'appliquent ici et n'ont pas changé depuis 4,5 milliards d'années. Aux confins extérieurs de notre système solaire, des planètes naines se déplacent dans la ceinture de Kuiper. Les comètes sont des invités fréquents de notre système stellaire. Ces objets spatiaux visitent les régions intérieures du système solaire avec une périodicité de 20 à 150 ans, volant dans le champ de visibilité de notre planète.

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La première exoplanète – une planète située en dehors du système solaire et en orbite autour d’une autre étoile de notre galaxie – a été découverte par les astronomes il y a environ 20 ans. Au cours des 15 dernières années, les technologies expérimentales d'observation du ciel étoilé ont été considérablement améliorées et, à ce jour, les scientifiques ont pu observer environ 500 exoplanètes, dont certaines. Cependant, il n’a pas encore été possible de détecter des planètes appartenant à des étoiles situées en dehors de la Voie lactée. Les planètes sont très petites et sombres par rapport aux étoiles, ce qui les rend beaucoup plus difficiles à observer.

Des astronomes de l'Observatoire européen austral (ESO, Chili) ont rapporté dans un article de revue Science sur l'observation de la première de ces planètes. Bien que cette planète et son étoile se situent désormais à l’intérieur de la Voie lactée, les scientifiques ont toutes les raisons de croire qu’elle est née dans un espace lointain. Ainsi,

Les scientifiques ont découvert la première exoplanète extragalactique.

La planète HIP 13044 b a une masse d'environ 1,25 celle de Jupiter et orbite autour d'une étoile mourante d'une galaxie naine qui a été absorbée par la Voie Lactée. La planète est unique pour une raison supplémentaire : son étoile connaît désormais la même « vieillesse » qui attend le Soleil.

Pendant la majeure partie de la vie d'une étoile, un processus s'y produit par lequel nous recevons désormais de l'énergie du Soleil : la fusion thermonucléaire de l'hélium à partir de l'hydrogène. Mais lorsque l'hydrogène « s'éteint », l'hélium et d'autres éléments plus lourds commencent à « brûler », en conséquence, l'étoile augmente considérablement en taille et se transforme en une géante rouge. On suppose que lorsque le Soleil atteindra ce stade de vie, il dévorera les planètes les plus proches de lui. Les nouvelles observations de l’étoile HIP 13044 vont dans ce sens : elle tourne inhabituellement vite pour les étoiles de sa classe. Cela signifie peut-être que, devenue une géante rouge, elle vient d'absorber les planètes les plus proches de son système.

Selon la masse de l'étoile, son sort après le stade de géante rouge peut être différent : les processus de « combustion » peuvent s'arrêter - les petites étoiles, comme le Soleil, se transforment en ce qu'on appelle des naines blanches. Les étoiles massives finissent leur vie sous forme d’étoile à neutrons ou de trou noir. Les systèmes planétaires de ces étoiles aux derniers stades de leur vie (en particulier celles qui ont survécu au stade des géantes rouges) sont encore très peu étudiés.

« Nous aimerions comprendre comment une planète découverte peut survivre au stade géante rouge de son étoile. Cela nous ouvrira une fenêtre sur l’avenir lointain du système solaire. »

Le visiteur intergalactique a été découvert grâce aux données du spectrographe FEROS monté sur le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres de l'observatoire de La Silla.

L'étoile HIP 13044 est séparée de la Terre par environ 2,2 mille années-lumière. Il est situé dans la constellation du Fornax et fait partie du flux dit Helmi - un groupe d'étoiles qui appartenait à l'origine à une petite galaxie qui est devenue une partie de la Voie Lactée il y a environ 6 à 8 milliards d'années.

La composition chimique de « l’extraterrestre » ne contient presque aucun élément chimique plus lourd que l’hélium. Ceci est typique des étoiles anciennes apparues pendant la « jeunesse » de l’Univers. Les éléments lourds sont apparus à la suite d'une fusion nucléaire active dans de très grandes étoiles et se sont répandus dans tout l'espace à la suite d'explosions de supernova (après quoi une étoile à neutrons ou un trou noir reste sur le site de l'explosion). Les scientifiques ne parviennent pas encore à comprendre comment une étoile aussi « légère » pourrait former une planète proche d’elle. Plus de 90 % des exoplanètes connues des astronomes proviennent d’étoiles « lourdes » à forte teneur en métaux, et découvrir une planète autour d’une étoile aussi « primitive » était extrêmement surprenant, a noté Setiawan.

Très probablement, il ne s'agit pas d'une planète terrestre rocheuse, mais d'une géante gazeuse.

Les auteurs de l'ouvrage notent qu'il s'agit de la première découverte fiable d'une exoplanète originaire d'une autre galaxie. À propos de la découverte d'une exoplanète dans la galaxie d'Andromède en 2009, mais il ne s'agissait alors que d'une interprétation des données d'une seule expérience. Cet objet a été découvert grâce à la microlentille gravitationnelle, où les scientifiques analysent les fluctuations de la distorsion de la lumière provenant d'étoiles lointaines causées par la gravité du système étoile-planète et, donc, de la planète. « Il n’y a aucune chance de répéter ces mesures ; la microlentille est un événement unique. Par conséquent, cette affirmation ne peut pas être confirmée », notent les auteurs du nouveau travail.

Le signal de la planète HIP 13044 b, au contraire, est très clair et reproductible. Les astronomes pensent que dans un avenir proche, des mesures indépendantes et plus précises confirmeront pleinement qu'il s'agit bien d'une exoplanète extragalactique.