Планеталардың қозғалысы

Күн жүйесінің кұрамында сегіз планета бар. Бұлар Күнді эллипстік орбиталар бойымен айналып жүреді. Күннен алыстау орналасуына карай, олар: Меркурий, Шолпан, Жер (Аймен қоса), Марс, Юпитер, Сатурн, Уран және Нептун деп аталады. Құралсыз көзбен бес планетаны - Меркурий, Шолпан, Марс, Юпитер және Сатурнды көруге болады. Сыртқы түріне қарап планетаны жұлдыздан ажырату оңай емес, оның үстіне ол көп жағдайда жұлдыздан гөрі жарық бола бермейді. Планеталар аспан сферасының тәуліктік қозғалысына қатысып кана қоймайды, олар сонымен бірге шоқжұлдыздар аясында ыгысатын (кейде елеусіз ғана) шырақтар қатарына жатады. «Планета» деген сөздің өзі олардың осы ерекшелігіне байланысты, өйткені ертедегі гректер «қыдырма» шырақтарды осылай атаған. Аспан денелерінің тәулік бойы аспан әлемінде қозғалатынын бәріміз де байқаймыз. Түні бойы Ай мен жұлдыздардың да қозғалысын бақылауға болады. Мұнда жұлдыздардың бір-бірімен салыстырғандағы өзара орналасу қалпы өзгермейді. Меркурий Күнге ең жақын планета - Меркурий (қазакша аты - Болпан немесе Кіші Шолпан). Сондықтан да оны бақылау киын. Әйтсе де, соңғы радио- бақылаулардың мәліметтері бойынша, Меркурийдің өте баяу айналатыны анықталды, яғни бұл планетадағы тәулік шамамен жердегі 176 тәулікке тең. Бірақ ол Күнге жақын орналасқандыктан, оның орбитасы Жердікіне қарағанда кіші. Меркурий өлшемдері жағынан да, массасы жағынан да кішкене болғандыктан, ол өзінің айналасында атмосфераны ұстап тұра алмайды. Күнге жақындығы және елеулі атмосферасының болмауы салдарынан онда температураның күрт өзгеруі болып тұрады. Мысалы, күндіз температура +300°С-ка дейін жетсе, ал түнде шамамен -200°С болады. Атмосфера болмаған соң, онда бұлт та болмайды. Аспан кап-қара болып, жұлдыздар жарқырап, орасан зор Күн тәжі анық көрініп тұрады. Шолпан Шолпан көлемі мен массасы жағынан Жерге жуық болғандықтан, ерте кезден-ақ ғалымдарды өзіне ерекше назар аударуға мәжбүр етті. Алайда, оны тұтаскан ақ бұлт кабаты қоршап жататындыктан, бұл планетаның табиғаты мен қозғалысын оптикалық бақылаулар арқылы анықтау қиындык келтіруде. Дегенмен, радиобақылаулар нәтижесі күтпеген мәліметке қол жеткізді. Шолпан (Уранды есептемегенде) барлық планеталар айналатын жаққа кері бағытта, яғни өз осінің төңірегінде өзінің Күнді айнала қозғалатын бағытына карсы айналатын болып шықты. Ондағы күндік тәулік шамамен Жердегі 118 тәулікке тең. Жер Жер - Күннен қашықтығы бойынша үшінші планета. Жердің өз осінен айналуы салдарынан, өзен суы оның бір жағасын кеулеп шайып отырады, ауа кұйындары және жел Жердің солтүстік жарты шарында оң жаққа, ал оңтүстік жарты шарында сол жаққа ауытқиды. Жер Күнді эллипстік орбита бойымен айналады. Жердің Күнді айнала қозғалатынының бір дәлелі - бізге жақын орналаскан жұлдыздардың көрінерлік ығысуы болып табылады. Мұндай ығысулар ең алғаш рет XIX ғасырдың 30-шы жылдарында бақыланған болатын. Жер бетіндегі жыл мезгілдерінің ауысып отыруы мынадай үш себептен болады, олар: Жердің Күнді айнала қозғалуы, Жердің айналу осінің орбита жазықтығына көлбеу болатыны және Жер Күнді айнала қозғалғанда оның осінің өзіне-өзі параллель қалпын сақтауы. Жердің орбитаның белгілі бір бөліктеріндегі орналасуына сәйкес оңтүстік және солтүстік жарты шарларға күн сәулесінің түсу бұрышы мен түсетін жылудың мөлшері өзгереді. Сол себепті оңтүстік жарты шарда жаз болғанда, солтүстік жарты шарда қыс болады. Осы кездегі астрономияның көптеген табыстары Жердің Күнді айнала қозғалу заңдарына сүйенеді. Марс Марс (қазакша аты - Аңырақай немесе Қызыл жұлдыз) диаметрі жағынан Жерден екі есе кіші. Соңғы жылдары Марсқа автоматты станция -зертханалар жіберіліп, соның арқасында бұл планета жайындағы мәліметтер шұғыл түрде өсті. Жерден берілген бұйрык бойынша олар планета бетін суретке түсіріп, көптеген ғылыми өлшеулер жүргізіп, радио және теледидар арқылы хабарды Жерге жеткізіп отырды. Қазіргі зерттеулер бойынша Марстағы жыл Жердегіден екі еседей дерлік ұзақ. Марста жыл мезгілдері ауысып тұрады. Өйткені, оның айналу осі дәл Жердікі сияқты өзінің орбита жазықтығына көлбеу орналасқан. Ондағы тәуліктің ұзақтығы 24 сағат 37 минут 23 секунд болатыны аса дәлдікпен өлшенген. Жазда - ең жылы аймағында күндіз температура +20°С, ал қыста - түнде -125°С-ка дейін төмендейді. Көбінесе көмірқышкыл газдан тұратын атмосферасы Жердегіге қарағанда жүз есе сирек. Юпитер Ал енді алып планеталардың ішіндегі ең жақсы зерттелгені - Юпитер (қазакша аты - «Есекқырган»). Ол диаметрі бойынша Жерден 11 есе, ал массасы жағынан 300 есе үлкен. Оның Күнді айналу периоды 12 жылға жуық. Юпитердің айналу осі оның орбита жазықтығына перпендикуляр болғандыктан, онда ешқандай жыл мезгілдерінің ауысуы болмайды. Ондағы тәулік - 9 сағат 50 минут. Ол басқа алып планеталар сиякты өз осі төңірегінде өте тез айналады. Сатурн Күн жүйесіндегі ерекше бір түзіліс - Сатурн планетасы (казакша аты - «Қоңырқай»). Оны айнала қоршаған жалпақ сақинаның қалыңдығы бірнеше километрге созылып жатады. Сақина планетаның экватор жазықтығында орналаскан, ал бұл жазықтыктың планета орбитасының жазықтығына көлбеулігі 27°. Сондықтан Сатурн 30 жыл ішінде Күнді бір рет айналып шыққанда, бізге бұл сақина бірде әжептеуір ашылып, бірде тура қырынан көрінеді. Қырынан келгенде оны жіңішке сызық түрінде үлкен телескоптың көмегімен ғана көруге болады.Ғаламшардың экваториалдық радиусы 60300 км тең, полярлық радиусы - 54000 км; Сатурн - Күн жүйесіндегі ең сопақ ғаламшар. Ғаламшардың массасы Жерден 90 есе асады, алайда Сатурнның орташа тығыздығы бар болғаны 0,69 г/см, бұндай шама оны Күн жүйесіндегі ең сирек атмосфералы ғаламшарлардың қатарына жатқызып қоймай, орташа тығыздығы судың тығыздығынан төмен ғаламшарына жатқызады. Өз осінен Сатурн 10 сағат 39 минутта айналып өтеді. Атмосфера Сатурнның жоғарғы атмосферасының 90%-ы сутегі және 7 пайызы гелийден тұрады. метан, су буының, аммиак және басқа газдардың қоспалары бар. Аммиак бұлттары Юпитерге қарағанда қоюырақ болады. "Вояджердің" мәліметтері бойынша Сатурнда Күн жүйесі ең күштер болады, құрылғылар жел ағымдарының 500 м\с болатынын көрсетті. Жел көбінесе шығыс бағыты бойынша жүреді (осьтік айналымына байланысты). Олардың күштері экватор соқтығысқан кезде азаяды; экватордан алшақтаған сайын батыс атмосферлік ағымдар пайда бола бастайды. Кейбір мәліметтер бойынша, желдер бұлттардың жоғарғы қабатында соғып қана қоймай, ішке 2000 м бойлайды. Және де "Вояджер-2" көрсетуі бойынша, оңтүстік және солтүстік жартышарлардағы желдер экваторға симметриялы түрде бойлайды. Симметриялық ағымдардың көзге көрінетін атмосфераның түбінде бір-біріне байланысты екендігі болжанады. Сатурнның атмосферасында кейде аса күшті құйын түріндегі орнықты түзілулер пайда болады. Ұқсас объекттер Күн жүйесі басқа да ғаламшарларында да байқалады (Юпитердегі Үлкен қызыл дақ, Нептундағы Үлкен қара дақ). Ірі "Үлкен ақ доғал" Сатурнның бетінде шамамен 30 жыл сайын көрінеді, соңғы рет ол Сатурн бетінде 1990 жыл жылы көрінген (одан кішігірім құйындар жиірек көрінеді). Күні бүгінге шейін Сатурнның бетіндегі Ірі гексагон табиғаты белгісіз болып отыр. Бұл орнықты түзіліс ғаламшардың солтүстік полюсінде орналасқан, ұзындығы 25 мың. км, дұрыс алтыбұрыш түрінде. Атмосферада күшті найзағайлар, полярлық жарықтар, сутегінің ультракүлгін шашыратуы байқалады Ішкі құрылысы Сатурн атмосферасының түбінде қысым мен температура өсе түседі де, сутегі біртене-біртене сұйық түрге айналады. 30 мың. км тереңдікте сутегі метал түріне айналады (қысым 3 миллион атмосфераға жетеді). Металл сутегіндегі электротоктардың айналымы магниттік ортаны түзеді (Юпитерден біршама басым). Ғаламшардың ортасында ауыр заттардан тұратын массивті ядро бар. Сатурнды зерттеу Сатурн - Күн жүйесіндегі көзге Жерден көрінетін бес ғаламшарлардың бірі. Шарықтау шегінде Сатурнның жарығы бірінші жұлдыздық шама асады. Сатурнды алғаш рет бақылаған Галилео Галилей ғаламшарды біркелкі аспан денесі емес, бір-біріне жанасатын үш дене деп, бұлар Сатурнның екі ірі серіктері деп болжам жасады. Екі жылдан кейін жасаған бақылауында серіктердің орнында болмауы оны таңдандырды. 1659 жылы Гюйгенс өзінің одан қатты телескопымен қарап, серіктердің дене емес - жұқа және жалпақ сақина екенін және ғаламшарға тимей тұрғанын көрді. Және Гюйгенс Сатурнның ең үлкен серігі - Титан ашты. 1675 жылдан бастап ғаламшарды зерттеуді Кассини бастады. Оның байқағаны, сақина аралары ашық екі сақинадан, ал ортасындаға анық көрінетін қуыс, яғни Кассини қуысы тұрады, және тағы бірнеше ірі серіктерді ашады. 1979 жылы "Пионер-11" құрылғысы алғашқы рет Сатурнның қасынан ұшып өтеді, оның артынан 1980 және 1981 жылдары "Вояджер-1" және "Вояджер-2" өтеді. Бұл құрылғылар алғашқы рет Сатурнның магниттік ортасын байқап, оның магнитосферасын зерттеді, Сатурн атмосферасындағы құйындарды байқады, сақиналардың анық (детальды) құрылысын алды және құрамын анықтады. 1990 жылдары Сатурнды, оның серіктерін және сақиналарын Хаббл телескопы зерттеді. Ұзақ бақылаулар "Пионер-11" және "Вояджер" құрылғыларының ғаламшарлардың қасынан бір өтіп кетіп, толық зерттелмей қалған көптеген жаңа мәліметтер әкелді. 1997 жылы Сатурнға Кассини-Гюйгенс құрылғысы ұшып, жеті жылдан кейін 2004 жылдың 1 шілдесінде Сатурн жүйесіне жетіп, ғаламшардың орбитасына енді. Кем дегенде 4 жылға созылатын бұл миссияның негізгі тапсырмалары болып сақиналардың құрылысы мен динамикасын зерттеу және атмосферасы мен магнитосферасының динамикасын зерттеу болып табылады. Одан басқа, арнайы "Гюйгенс" зонды құрылғыдан ажырап, Қоңырқайдың серігі Титанға қонды. Серіктері 2007 жылдың шілде айына Қоңырқайдың 60 серігі белгілі. Олардың 12-сі Вояджер-1 (1980), Вояджер-2 (1990), Кассини (2004—2007) миссияларының арқасында ашылған. 2006 жылы Гавай университетіндегі Дэвид Джуиттің басшылығындағы ғалымдар тобы Субару атты жапон телескопының көмегімен 9 серік ашқанын хабарлаған. Олардың барлығы иррегулярлы серіктерге жатады, олар созылға эллиптикалық орбитасымен ерекшеленеді, және болжам бойынша ғаламшарлармен қатар түзіліп, кейін олардың тартылыс күшімен тартылған. Джуиттің тобы 2004 жылдан бері барлығы 21 серік тапқан. Серіктердің ең үлкені - Титан. Ғалымдардың болжауы бойынша, бұл серіктегі орта біздің ғаламшарымыздың 4 миллиард жыл бұрынғы түріне, Жерде өмірдің жаңа туған кезіне ұқсас. Сақиналары Қоңырқай Күн жүйесі ең күрделі сақиналардың жүйесіне ие. Сақиналар жүйесінің шеттері экватордан 67 мың. және 121 мың. км қашықтықта орналасқан. Сақиналар үлкендігі бірнеше микроннан бастап, бірнеше ондаған метрге жететін бөлшектерден тұрады, олардың құрамдарында мұз, тас породалары, темір оксиді бар. Ортасында қуысы бар көптеген сақиналар белгілі, қуыстардың ең ірісі — Кассини қуысы. Қызықты мағлұмат Қоңырқайдың қатты беті жоқ, оның орташа тығыздығы Күн жүйесіндегі ең төмен шама. Ғаламшар негізінен кеңістіктегі ең көп тараған сутегі және гелий элементтерінен тұрады. Демек, егер Қоңырқайды сидыра алатын гипотетикалық мұхитты елестетіп қарап, оның бетіне Қоңырқайды қойсақ, ол жүзіп жүрер еді! Saturn Saturn, as seen by Cassini Орбиталық сипаттамасы[1][2] Дәуірі J2000 Афелиі: 1,513,325,783&nbsp;км 10.11595804 AU Перигелиі: 1,353,572,956&nbsp;км 9.04807635 AU Үлкен жарты білігі: 1,433,449,370&nbsp;км 9.58201720 AU Шоғырланбауы: 0.055723219 Орбиталық мезгілі: 10,832.327 days 29.657296 yr Ауытқы мезгілі: 378.09 days[3] Орташа орбит. жылд-ғы: 9.69&nbsp;км/с[3] Мағыналы ауытқысы: 320.346750° Аулақтауы: 2.485240° 5.51° to Sun's equator Үдемелі түйін бойлығы: 113.642811° Перигелий аргументі: 336.013862° Серіктері: 60 confirmed (up to 63 seen) Физикалық сипаттамалары Екуаторлық радиусы: 60,268 ± 4&nbsp;км[4][5] 9.4492 Earths Полюстік радиусы: 54,364 ± 10&nbsp;км[4][5] 8.5521 Earths Бет ауқымы: 4.27×1010&nbsp;км²[6][5] 83.703 Earths Деңгейі: 8.2713×1014&nbsp;км³[3][5] 763.59 Earths Массасы: 5.6846×1026&nbsp;kg[3] 95.152 Earths Мағыналы тығыздығы: 0.687 g/cm³[3][5] (less than water) Екуатордағы ауырлық күшінің үдеуі: 8.96&nbsp;m/s²[3][5] 0.914 g жыту тездігі: 35.5&nbsp;км/с[3][5] Жұлдыздық айналым мезгілі: 0.439 – 0.449 day[7] (10 h 32 – 47 min) Екуатордағы айналым тездігі: 9.87&nbsp;км/с[5] 35,500&nbsp;км/сағ Біліктік еңкейісі: 26.73°[3] Солтүстік полюстің оң үдемелігі: 2 h 42 min 21 s 40.589°[4] Солтүстік полюстің ауытқылауы: 83.537°[4] Албедо: 0.342 (bond) 0.47 (geom.)[3] Бетттік темп-сы: 1 bar level 0.1 bar ең аз мағ. ең көп 134 K[3] 84 K[3] Көрінетін мөлшері: +1.2 to -0.24[8] Бұрыштық өлшемі: 14.5" — 20.1"[3] (excludes rings) Сын есімдері: Saturnian Атмосферасы Құрамы: ~96% Hydrogen (H2) ~3% Helium ~0.4% Methane ~0.01% Ammonia ~0.01% Hydrogen deuteride (HD) 0.0007% Ethane Ices: Ammonia water ammonium hydrosulfide(NH4SH) Уран Планеталардың қозғалысы жөніндегі өзге деректер ішінде назар аударарлық бір факт: Уранның өз осінен айналу бағыты өзге планеталардың (Шолпаннан басқа) айналу бағытына қарама-қарсы. Оның осі орбита жазықтығымен небары 8° бұрыш жасайды, сондықтан ол бүйірінен кисайып жатып айналады. Осының салдарынан бұл планетада жыл мезгілдерінің күрт ауысуы болып отырады. Урандағы жыл Жердегі 84 жылдай уакытқа созылады. Уран мен Шолпан - өз осьтерінен барлық баска планеталар айналатын бағытка қарсы айналатын бірден-бір планеталар. Нептун Ғылымдағы жетістіктердің бір айқын мысалы және табиғатты танып білуімізге шек болмайтынының айғағы - Нептун планетасының бар екенін алдын ала теориялық болжау арқылы есептеп табу. Францияда Урбен Леверье және Англияда Джон Адамс бір уақытта дерлік көп жылдар бойы ең шеткі деп саналып келген Уран орбитасын ауыткытып тұрған белгісіз планетаның орны мен өлшемдерін, орбитасын математикалық жолмен ете дәл есептеп тапты. Бұл планета ғалымдардың меңзеген тұсынан 1846 жылы телескоптың көмегімен табылды. Ол планета Нептун деп аталды. Нептунның бар екенін алдын ала есептеп шығарудағы Леверье әдісі ғалымдардың қиялын шарықтатып жіберді. Нептунның қозғалысын мұқият қадағалай отырып, көп ұзамай ғалымдар бұл жаңа шырақтың бақылау мәліметтерінен алынған орбитасы мен теориялық жолмен анықталған орбитасы арасында елеулі айырмашылықтың бар екенін байқады. Мұны Нептунның арғы жағында тағы бір планетаның бар болуымен ғана түсіндіруге болатын еді. Плутон Ақырында, жас астроном Клайд Томбо 1930 жылғы 18 ақпанда Американың Ловелл обсерваториясында Күн жүйесінің тағы бір жаңа планетасын тапкан еді. Бұл планета Плутон деген атқа ие болды. Ірі телескоптар көмегімен алынған фотосуреттерде ол кішкентай ғана әлсіз жұлдыз тәрізді көрінеді. Оның диаметрі 3000 километрге жуық. Ол Күннен шамамен 6 млрд километр қашықтыкта баяу қозғала отырып, оны 248 жылда бір айналып шығады. Плутон - Күн жүйесіндегі планеталардың ең кішісі болып есептеліп келген еді. Алайда соңғы зерттеулер нәтижесінде алынған планеталар Әлемі жөніндегі делелді мөліметтер негізінде Халықаралық астрономиялық одақтың шешімімен (Прага, тамыз, 2006 ж.) Плутон «ергежейлі планета» аталып, оған ресми астероидтық 134340 нөмірі берілді. Сонымен қазіргі кезде Күн жүйесінің сегіз планетасы белгілі. Ғалымдар әлі де болса жаңа планеталарды іздестіру жұмысын жалғастыруда. Дереккөздер