Классификация небесных тел

Классификация небесных тел

Паршаков Евгений Афанасьевич

На первый взгляд, все небесные тела Солнечной системы имеют самые различные характеристики. Однако, все их можно по их составу разделить на три большие группы. К одной группе можно отнести наиболее плотные тела Солнечной системы, с плотностью около 3 г/см3 и более. К ним относятся прежде всего планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. К этой же группе небесных тел относятся некоторые крупные спутники планет: Луна, Ио, Европа и, по-видимому, Тритон, а также ряд небольших спутников, расположенных вблизи своей планеты - Фобос, Деймос, Амальтея и др.

Тот факт, что к наиболее плотным телам Солнечной системы относятся небесные тела, близко расположенные к центральному телу, вокруг которого они обращаются, далеко не случаен. Помимо того, что планеты земной группы находятся вблизи Солнца, которое нагревает их поверхность и тем самым способству ет диссипации с поверхности и атмосферы небесных тел не только газовой, но и ледяной компоненты, помимо этого диссипации легкого вещества способствует и переход механической энергии посредством механизма приливного трения в тепловую энергию. Приливное же трение, вызываемое в теле небесных тел центральным телом, тем сильнее, чем они ближе находятся к нему. Этим отчасти объясняется тот факт, что ближние спутники Юпитера Ио и Европа имеют плотность соответственно 3, 5 и 3, 1 г/см3, а более отдаленные, хотя и более массивные спутники Ганимед и Каллисто имеют гораздо меньшую плотность, соответствен но 1, 9 и 1, 8 г/см3. Этим объясняется и тот факт, что все близкие спутники планет обращаются вокруг своих планет синхронно, т.е. повернуты к ним всегда одной стороной, так что их периоды осевого вращения равны периодам орбитального обращения. Однако приливное трение, способствующее разогреву недр небесных тел и увеличению их плотности, вызывается не только центральными телами у своих спутников, но и спутниками у центральных тел, а также одними небесными телами у других, принадлежащих к тому же классу: спутниками у других, более всего у близких, спутников, планетами у других планет.

Небесные тела, имеющие большую плотность, можно назвать силикатными небесными телами, имея ввиду, что основной компонентой в них является силикатная компонента (каменно-металлические породы), которая состоит из наиболее тяжелых и тугоплавких веществ: кремния, кальция, железа, алюминия, магния, серы и многих др. элементов и их соединений, в том числе и главным образом, с кислородом. Наряду с силикатной компонентной многие небесные тела этой группы имеют в своем составе ледяную (водяной лед, вода, углекислота, азот, кислород) и очень мало - газовую (водород, гелий) компоненты. Но их доля в общем составе вещества незначительна. Силикатная компонента составляет, как правило, свыше 99% вещества.

К группе силикатных небесных тел Солнечной системы относятся не только четыре планеты и с десяток спутников планет, но большое число астероидов, обращающихся в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Количество астероидов, крупнейшими из которых являются Церера, Паллада, Веста, Гигея и др., исчисляется десятками тысяч (по некоторым источникам - сотнями тысяч и даже миллионами).

К другой группе небесных тел относятся ледяные тела, основной составляю щей которых является ледяная компонента, это самая многочисленная группа небесных тел Солнечной системы. К ней относится единственная из известных планет Плутон и многие еще не открытые трансплутоновые планеты, крупные спутники планет: Ганимед, Каллисто, Титан, Харон, а также, по-видимому, два-три десятка других спутников. К этой же группе относятся все кометы, количество которых в Солнечной системе исчисляется многими миллионами, а может быть, и миллиардами.

Эта группа небесных тел является основной группой небесных тел в Солнечной системе и, по-видимому, во всей Галактике. За Плутоном, как считают многие исследователи, имеются еще планеты. Несомненно, они правы. Ледяные небесные тела являются наиболее многочисленной и основной группой небесных тел в Солнечной системе как, несомненно, и во всех других звездно-планетных системах, от самых маленьких до самых крупных.

Ледяные тела Солнечной системы состоят в основном из ледяной компоненты: водяного льда, углекислоты, азота, кислорода, аммиака, метана и др., которая занимает в ледяных телах основную часть их вещества. Остальную, незначительную часть ледяных тел составляет, главным образом, силикатная компонента. Удельный вес газовой компоненты в ледяных небесных телах, как и в силикатных, крайне незначителен, что объясняется их относительно небольшой массой, в результате чего они не могут длительное время удерживать около своей поверхности легкие газы - водород и гелий, которые рассеиваются в межпланетном пространстве, за исключением, быть может, далеких от Солнца планет, на поверхности которых очень низкая температура.

Мелкие ледяные небесные тела - кометы располагаются не только на периферии Солнечной системы, за Плутоном. Большое количество комет расположе но, по-видимому, и между орбитами планет-гигантов.

Третью, самую малочисленную, но самую массивную группу тел Солнечной системы составляет небесные тела, в состав которых в большом количестве входят все три компоненты: ледяная, силикатная и газовая. К этой группе относятся всего пять небесных тел Солнечной системы: Солнце, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Во всех этих телах имеется много водорода и гелия, но их доля в этих телах различна. При формировании газовых тел, если их так называть, они, имея на первом этапе своего развития массу менее 10 масс Земли, не могли удерживать около себя легкие газы - водород и гелий, и формировались вначале как ледяные тела. И в их состав на этом этапе входили ледяная и силикатная компоненты. Значительная часть газовой компоненты, которую приобретали газовые небесные тела во время галактических зим, превращалась посредством химических реакций в ледяную компоненту. Так водород и кислород, вступая в химическую реакцию, порождают воду и водяной лед. Из газовой компоненты возникли метан и некоторые другие вещества ледяной компоненты. Вследствие этого доля ледяной компоненты при аккреции диффузной материи на поверхность небесных тел увеличилась, а доля газовой - уменьшилась.

Планеты-гиганты, в отличие от других небесных тел, имеют быстрое осевое вращение и протяженную водородно-гелиевую атмосферу. В результате, в их экваториальной части, возможно, происходит утечка легких газов в межпланетное пространство из верхних слоев атмосферы вследствие большой центробежной силы. Например, у Сатурна верхние слои облачного слоя вращаются вокруг центра планеты с линейной скоростью около 10 км/сек., а у Земли - только около 0, 5 км/сек. Можно предположить, что раньше, во время галактических зим, у планет-гигантов были намного более мощные и протяженные атмосферы, но затем, после окончания очередной галактической зимы, они их частично теряли. Если ледяные и силикатные небесные тела теряют свою газовую компоненту вследствие их малой массы, то газовые планеты, особенно Юпитер, теряют ее вследствие их быстрого вращения.