|
Как астрономы определяют размер Солнечной системы
|
|
|
|
Размер Солнечной системы определяется объемом пространства, на который влияние Солнца превышает влияние других близлежащих звезд в галактике Млечный Путь. Это влияние обусловлено двумя фундаментальными силами природы: гравитацией и магнетизмом.
|
|
|
|
Давайте сначала разберемся с гравитацией. Каждый объект в Солнечной системе испытывает гравитационное притяжение со стороны Солнца; чем дальше он находится от Солнца, тем слабее это притяжение. Однако при условии, что гравитация солнца в вашем положении в пространстве все еще сильнее, чем гравитация любых других звезд, тогда ваше движение в пространстве будет подчиняться ускорению, которое притягивает вас к солнцу.
|
|
|
|
На данном этапе полезно ввести более удобную единицу измерения расстояния: астрономическую единицу (а.е.). Расстояние в 1 а.е. - это расстояние между Солнцем и Землей, которое составляет приблизительно 150 миллионов километров. Все известные планеты, астероиды и почти все известные кометы гравитационно связаны с Солнцем и обращаются вокруг него. Более удаленным объектам, испытывающим более слабое гравитационное притяжение, требуется больше времени, чтобы совершить полный оборот по орбите.
|
|
|
|
Земле, конечно, на расстоянии 1 а.е. требуется один год. Обращение Юпитера вокруг Солнца на расстоянии 5 а.е. занимает чуть менее 12 лет. Удаленному Плутону (около 40 а.е.) требуется 248 лет — на самом деле это так долго, что он даже не совершил ни одного оборота вокруг Солнца с тех пор, как был открыт в 1930 году. Однако Плутон находится далеко не на окраине Солнечной системы; существует множество более отдаленных миров.
|
|
|
Наиболее удаленными от Солнца объектами, имеющими гравитационную связь, являются апериодические кометы. Апериодическим, или долгопериодическим, кометам может потребоваться много тысяч лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. За всю историю наблюдений все они совершили не более одного пролета через внутреннюю часть Солнечной системы.
|
|
|
|
Считается, что эти кометы происходят из облака Оорта - примерно сферического облака, состоящего из миллиардов маленьких ледяных миров. Они дрейфуют через самые холодные окраины Солнечной системы на расстояниях до 200 000 астрономических единиц (приблизительно 3 световых года).
|
|
|
|
Объекту из облака Оорта могут потребоваться миллионы лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца на таком огромном расстоянии. Объекты, которые удаляются от Солнца дальше, чем это, вероятно, испытывают более сильное гравитационное притяжение со стороны других звезд и начинают ускоряться по направлению к ним.
|
|
|
|
Объекты в облаке Оорта находятся так далеко, что ни один из них не был замечен на месте даже в наши самые мощные телескопы. Единственный раз, когда мы можем их увидеть, это когда один из них падает на внутреннюю часть Солнечной системы в виде кометы.
|
|
|
|
Мы слышали о гравитации, но как насчет другой силы - магнетизма? В дополнение к мощному гравитационному полю Солнце обладает очень сильным магнитным полем, которое образует объем пространства, называемый гелиосферой, внутри которого находятся все планеты, и обширную атмосферу Солнца, называемую солнечным ветром. Солнечный ветер - это непрерывный сверхзвуковой поток плазмы от Солнца в межпланетное пространство.
|
|
|
|
Солнечный ветер
|
|
|
|
Солнечный ветер очень динамичен, и при взаимодействии с атмосферой такой планеты, как Земля, он может генерировать красочные полярные сияния, подобные тем, что мы видели недавно. Солнечный ветер течет от Солнца наружу, мимо всех известных планет, прежде чем окончательно замедлиться и стать дозвуковым (медленнее скорости звука), когда достигнет гелиопаузы.
|
|
|
|
Расстояние до гелиопаузы намного ближе к солнцу, чем до облака Оорта. Тем не менее, оно по-прежнему огромно. Запущенный в 1977 году космический аппарат НАСА "Вояджер-1" пересек гелиопаузу на расстоянии 121 а.е. в 2012 году, став первым объектом, построенным человеком и достигшим межзвездного пространства.
|
|
|
|
Однако, если бы "Вояджер-1" был запущен нашими эволюционными предками несколько миллионов лет назад, путешествие к гелиопаузе, возможно, не заняло бы так много времени. Пространство между звездами не пустое, а заполнено разреженными облаками газа и пыли, называемыми межзвездной средой. Иногда орбита звезды вокруг центра галактики Млечный Путь может пронести ее через необычно плотные области вещества.
|
|
|
|
В недавнем исследовании ученые продемонстрировали высокую вероятность того, что около 2-3 миллионов лет назад Солнечная система прошла через относительно плотное облако холодного межзвездного газа, которое могло сжать гелиосферу до размера всего 0,2 а.е., который полностью находится в пределах орбиты Меркурия — ближайшей планеты к Солнцу и, возможно, Земля. Это привело бы к непосредственному контакту всех планет с окружающей средой межзвездного пространства.
|
|
|
|
Среди потенциальных воздействий на Землю были значительное увеличение количества космических лучей, достигающих нашей планеты, отсутствие полярных сияний (поскольку солнечный ветер не мог достичь Земли) и более изменчивый климат, который, возможно, даже повлиял на эволюцию нашего вида.
|
|
|
|
Источник
|
