Күн жүйесінің құрамында тоғыз планета бар екені мәлім. Бұлар Күнді
эллипстік орбиталар бойымен айналып жүреді. Күннен алыстау
орналасуына қарай, олар: Меркурий, Шолпан, Жер (Аймен қоса),Марс, Юпитер,Сатурн,Уран, Нептун, Плутон 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 сферасынын тәуліктік қозғалысына қатысып қана қоймайды, олар сонымен бірге шоқжұлдыздар аясында ығысатын (кейде елеусіз ғана) шырақтар қатарына жатады. «Планета» деген сөздің өзі планеталардың осы ерекшелігіне байланысты, өйткені ертедегі гректер «қыдырма» шырақтарды осылай атаған.
Аспан денелерінің тәулік бойы аспан әлемінде қозғалатынын бөріміз де байқаймыз. Түні бойы Ай мен жұлдыздардың да қозғалысын бақылауға болады. Мұнда жұлдыздардың бір-бірімен салыстырғандағы өзара орналасу қалпы өзгермейді.
Күнге ең жақын планета — Меркурий (қазақша аты — Болпан немесе Кіші Шолпан). Сондықтан да оны бақылау қиын. Әйтсе де, соңғы радио бақылаулардың мәліметтері бойынша, Меркурийдің өте баяу айналатыны анықталды, яғни бұл планетадағы күндік тәулік шамамен жердегі 176 тәулікке тең. Бірақ ол Күнге жақын орналасқандықтан, оның орбитасы Жердікіне қарағанда кіші. Меркурий өлшемдері жағынан да, массасы жағынан да кішкене болғандықтан, ол өзінің айналасында атмосфераны ұстап тұра алмайды.
Күнге жақындығы және елеулі атмосферасының болмауы салдарынан онда температураның күрт өзгеруі болып тұрады. Мысалы, күндіз +300°С-қа дейін ыстық, ал түнде шамамен — 200°С суық болады.
Атмосфера болмаған соң, онда бұлтта болмайды. Аспан қап-қара болып, жұлдыздар жарқырап, орасан зор Күн тәжі анық көрініп тұрады.
Шолпан көлемі мен массасы жағынан Жерге жуық болғандықтан, ерте кезден-ақ ғалымдарды өзіне ерекше назар аударуға мәжбүр етті. Алайда, оны тұтасқан ақ бұлт қабаты қоршап жататындықтан, бұл планетаның табиғаты мен қозғалысын оптикалык бақылаулар арқылы анықтау қиындық, келтіруде. Дегенмен, радиобақылаулар нәтижесі күтпеген мәліметке қол жеткізді. Шолпан (Уранды есептемегенде) барлық планеталар айналатын жаққа кері бағытта, яғни өзінің Күнді айнала қозғалатын бағытына өз осі төңірегінде қарсы айналатын болып шықты. Ондағы күндік тәулік шамамен Жердегі 118 тәулікке тең.
Жер — Күннен қашықтығы бойынша үшінші планета. Жердің бір тәулік ішінде өз осін бір рет айналатыны, ал бір жылда Күнді толық бір айналып шығады.
Жердің өз осінен айналуы салдарынан, өзен суы оның жағасын кеулеп шайып отырады, ауа құйындары 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 орналасқан 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 болатыды. 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 (қазақша аты — Аңырақай немесе Қызылжұлдыз) диаметрі жағынан Жерден екі есе кіші. Соңғы жылдары Марсқа автоматты станция — зертханалар жіберіліп, соның арқасында бұл планета жайындағы мәліметтер шұғыл түрде өсті. Жерден берілген бұйрық 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 — күндіз ең жылы жеріндегі температура +20°С, ал қыста — түнде -125°С-қа дейін төмендейді. Кебінесе көмірқышқыл газдан тұратын атмосферасы Жердегіге қарағанда жүз есе сирек. Ал енді алып планеталардың ішіндегі ең жақсы зерттелгені — Юпитер (қазақша аты — «Есекқырған»). 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 болғандықтан, онда ешқандай жыл мезгілдерінің ауысуы болмайды. Ондағы тәулік -9 сағат 50 минут. Ол басқа алып планеталар сияқты өз осі төңірегінде өте тез айналады.
Күн жүйесіндегі ерекше бір түзіліс — Сатурн планетасы (қазақша аты —«Қоңырқай»). Оны айнала қоршаған жалпақ сақинаның қалыңдығы бірнеше километрге созылып жатады. Сақина планетаның экватор жазықтығыда орналасқан, ал бұл жазықтықтың планета орбитасының жазықтығына көлбеулігі 27°. Сондықтан Сатурн 30 жыл ішінде Күнді бір рет айналып шыққанда, бізге бұл сақина бірде әжептәуір ашылып, бірде тура қырынан көрінеді. Қырынан келгенде оны жіңішке сызық түрінде үлкен телескоптың көмегімен ғана көруге болады.
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 қисайып жатып айналады. Осының салдарынан бұл планетада жыл мезгілдерінің күрт ауысуы болып отырады. Урандағы жыл Жердегі 84 жылдай уақытқа созылады. Уран мен Шолпан — өз осьтерінен барлық басқа планеталар айналатын бағытқа қарсы айналатын бірден-бір планеталар.
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 ауытқытып тұрған белгісіз планетаның орны мен өлшемдерін, орбитасын математикалық жолмен өте 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.
Ақырыңда, жас астроном Клайд Томбо 1930 жылғы 18 ақпанда Американың Ловелл обсерваториясында Күн жүйесінің тағы бір жаңа планетасын тапты. Бұл планета плутон деген атқа ие болды. Күн жүйесіндегі тоғыз планетаның ең кішісі. Ірі телескоптар көмегімен алынған фотосуреттерде ол кішкентай ғана әлсіз жұлдыз тәрізді көрінеді. Әсіресе ол ең жарықтағы планета болып есептеледі. Оның диаметрі 3000 километрге жуық.
Ол Күннен шамамен 6 млрд. километр қашықтықта баяу қозғала отырып, оны 248 жылда бір айнала шығады.
Соңғы зерттеу әдістері бізге планеталар Әлемі жөнінде дәлелді мәліметтер беріп отырады.
Сонымен қазіргі кезде Күн жүйесінің тоғыз планетасы белгілі. Ғаламдар әлі де болса жаңа планеталарды іздестіру жұмысын жалғастыруда.
Табиғи ғалам кереметтерін ашуға адам әсте де құмар – ақ!
Астероидтар және кометалар
Кіші планеталар (астериодтар – жұлдыз тәріздестер) Астероидтардың ең үлкені – Церера, оның көлденеңі 770 км. Астеройдтардың көпшілігі ергежейлі келеді, оралдың көлденеңі жүздеген, ондаған метрден, кейде метрден аспайды. 6000-нан астам астеорид бар екені белгілі, олардың 1800 орбитасы ғана анықталған.
Астероидтар негізінен Марс пен Юпитер (астериод сақинасы) орбиталар аралығында кеңістікте орналасқан, бірақ соншалықты сызылыңқы орбиталар бойынша үлкен планеталар сияқты Күн төңірегінде айналады. Астериодтар орбиталары күн орбитасы жазықтығына формасы мен көлбеулігі жағынан әр түрлі. Астериодтар үлкен планеталардың қозғалыс жолын кесіп өтетіндіктен, олардың планеталар қосып алуы ықтимал. Бұдан жүздеген миллиондаған жылбұрын Марс пен Юпитер аралығында орналасқан үлкен планетаның қираған сынақтары – астериодтар деген гипотезалар бар.
Түрлі бөлшектердің бірін-бірітартудың нәтижесіндетозаңды орталықтың қоюлануы процесінен астериодтар пайда болды деп те түсіндіреді. Астериодтардың бір-бірімен соқтығысуыолардың бөлшектеніп, әр түрлі мөлшердегі сынақтардың пайда болуына әсер етеді.
Кометалар – астериодтарға қарағанда Күн системасының массасы аз денесі. Олардың ең үлкенінің массасы Жер массасынан миллиард есе аз.
Күн төңірегінде кометалардың қозғалыс орбиталары көпшілігінде өте созылған элипсойд, тіпті парабола формалы болып келеді. Олардың айналу периоды көптеген миллион жылда жетуі мүмкін. Орбитаның жазықтығы күн орбитасының жазықтығына концентрацияланбайды, қозғалыс түзу, әрі керісінше болуы мүмкін.
Кометаның қатты ядродан және сиретілген газбен қоршалған – комадан тұратын басы, ал тозаң мен газдан түзілген құйрығы (кометада бірнеше құйрық болуы мүмкін ) айқын байқалады. Кометалар ядросы қатты бөлшектер қосылған түрлі заттардың (су, метан, аммиак, көмір қышқыл газы жәнебасқалар)мұз сеңінен тұрады. Ондай мұз сеңдері, Күннің тартылыс күш сферасына тап болып, әр түрлі элиптикалықорбиталар бойынша дүние кеңістігінде қозғалыста болады және оның не басы, не құйрығы жоқ «потенциальды» комета атанады. Үлкен планеталардың тартылыс күшініңнәтижесінде орбитасын өзгертіп, Күнге жақындағанда ғана олар нағыз комета болады. Ядродан бөлініп шыққан газ бен тозаңнан құйрықпайда болады, ол барлық уақытта миллиардтаған километрге созылып, Күнге қарсы жаққа бағытталады. Күнге жақын әрбір ұшқан сайын кометаның ядросы газ бен тозаңнан айырыла береді. Ірі метеоридпен кездесу кометаның бұзылуы процесін тездете түседі. Ыдыраған кометалар кометаның орбитасы мен қозғалысын жалғастыратын метеорид ағындарын түзеді.
Планета аралық кеңістікте метеор заты — маслары грамдап өлшенетін түрлі мөлшердегі материалдықтүзілістер: тозаңдар, сынықтар шексіз көп. Метеор денелері Жер атмосферасына түскен кезде қызып, жанып кетеді. Қысқа мерзімдеоталуы,кейде жіңішке жарқыл ізқалуы байқалады. Бұл метеорлар. Олардың ең ірілері және жарығырағы – болидалар, олар отты шар түрінде аспанменұшып жүреді,тіпті күндіз де көрінеді. Кейде ірі метеор денесіжербетіне жетеді, ол кезде оны метеорит деп атайды. Метеориттердің химиялық құрамыжәне тығыздығыәр түрлі болады. Метеориттер темірлі, тасты (кремний мен оттегі басым) және темірлі тасты болып бөлінеді. Жерге белгісіз метеориттердің химиялық элементтері табылмаған. Жерге құлаған метеориттердің салмағы әдетте бірнеше килограмнанартпайды, бірақ әжептеуір метеориттердің түскені анық. Жерден табылған метеориттердің ең ірісінің салмағы 60 т болды.Тунгус метеоритінің салмағы шамамен 2000 т. Метеориттің құлаған ізі түрлі мөлшердегі метеор кратерлері.Жердегі ең ірі Аризона метеор кратерінің диаметрі 1200 м және тереңдігі 200 м. Оның жасы шамамен 5000 жыл. Атмосфера құлаған метеориттердің космостық жылдамдығын «өшіреді», атмосферасыз планеталар атмосферасы бар планеталарғақарағанда едәуіркүшті бомбалануғаұшырайды.
Күн системасы ұсақ қатты бөлшектерден құралған тозаң бұлттармен қоршалған. Тозаңның тығыздығы жалпы Күннен қашықтығына кері пропорциональ өзгереді. Тозаң планетақозғалысының жазықтығына жуық жазықтықта жинақталады. Тозаңның Марс пен Юпитер орбиаталар арлығында, яғни астериодтар топтасқан жерде көбірекқоюлануы байқалады. Мұныңөзі астериодтардың ыдырауы есебінен болады дегенойға келтіреді. Сондай-ақ ол Күн системасындакометаның үздіксіз ыдырауфроцесі нәтижесінде де болады. Басқа дасебептерден тозаңнан түзілуі мүмкін. Тозаң планета аралық кеңістікте Күннің тартылыскүшінің оның сәулелерінің тебу күшін сезінеді.
Планета аралық кеңістік Күннен келетін жылу жылдамдығымен және корпускулдармен қозғалушы зарядталғанбөлшектерге толы. Оларпланета аралықгаз құрайды.
Күнсистемасындағы тіршілік.Көмір сутегі қосындысына негізделген тіршіліктің түрлерін дамыту үшін планеталардың күн жылуын қолайлы мөлшерде алатын Күн системасының кеңістігін кейде Күннің экосферасы деп те атайды. Планеталарда экосферадағы температура +80º С-тан жоғары және -70º С-тан төмен болмауы керек. Экосфера Күннен шамамен 92-ден 275 млн. Кмшамасында созылады. Планеталар осы шек сыртында бізгебелгіле өміртіршілігі пайда болып дамуы үшін күн жылуын не көп, не мүлде аз алады. Экосфера шекарасы тұрақты болмайды, Күн активтілігіне байланысты біресе кеңейіп, біресе тартылып отырады.
Күннің экосферасының қазіргі шегіне Күн системасының үлкен 9 планетасының 3-уі – Шолпан, Жер және марс кіреді. Шолпан экосферасының ішкі шекарасына жақын орналасқан, ал Марсоның сыртқы шекарасынан қашық емес. Ең қолайлы жағдайда жер орналасқан, сол себептіде мұнда тіршіліктің жоғары түрі дамыған.
Экосферада планетаның орнына басқа онда тіршілік дамуы үшін оның мөлшері, массасы, атмосфераның құрамы, ішкі жылудың маңызы бар.
Жердегі сияқты ұқсас жағдай басқа да жұлдыздар системасы панеталарда болуы ықтимал, олай балсаонда да тіршіліктіңжоғары түрі дамуы мүмкін. Тіршіліктің бізге белгісіз түрі болуы және ол жер жағдайынан мүлдем басқаша болуы да ғажап емес. Экосфера сыртындаорналасқан үлкен планеталарда күн жылуының жеткіліксіздігі ішкі жылуменде компеосациялануы мүмкін. Егер сусыз өмір сүруге болған жағдайда, төменгі температурада қатып қалатындықдай оның құрамын ауыстыруға келетін болса,өмірді дамыту үшін төмен температура кедергі жасамауы да мүмкін.
Метеориттерде байқалатын органикалық қосылыстар (жоғары молекулалыкөмір сутегі,желдің озокерит көмір сутегі сияқты оттегі бар органикалыққосылыстар) күн системасының басқапланеталарында тіршіліктің болмауы үміттендіреді, бірақ Күн системасының көлемінде жоғары дамыған тіршілікжерде ғана екендігі күмәнсіз.
Күнсистемасының шығуы туралы қазіргі түсінік. Иммануил Кант (1755ж.) Күн системасы салқын тозаң тұмандығы эвалюциялықдамыған кезде пайда боладыдеп санаған. Француз математигі Лапластың (1796) болжауынша ең алғашында тұмандық газды болған, өте ыстық жене тез айналып тұрған, сонымен бірге одан сақиналар — болашақ планеталар (олар Күннен бұрын пайда болған) бөлініпшыққан.Кант пен Лаптастың гипотезасы қазірде ғылыми маңызын жойған жоқ.
Планета системасының шығуы туралы түсініктідамытуда О.Ю. Шмидтің және оның ізбасарларының еңбектері зор үлес қосты. Суық газды тозаңды бұлттан планета системасының қалыптасу процесі жалпы алғандажеткілікті негізделген.
Айналымы газды тозаңдыбұлттың бірінші кезегіндетозаңдыбөлшектер менпланеталардың аралығындасалыстырмалы ірі денелер пайдабола бастады. Жеңіл газды молекулаларға қарағанда жылдамдығыөте баяутозаңдар айналып тұрған бұлттың орталық жазықтығына топтаса түседі. Бірте – бірте тозаңдар аралықтары азайып, өзара тартылыстары артады, бұлттың қозғалысы бағытында Күн төңірегінде айналыпжүрген тозаң бөлшектеріқоюлана түседі. Уақыт озған сайын қоюланған тозаңдар салыстырмалы ірі денеге айналады – кіші планета – астероидтар пайда болады. Ең ірі денелер ұсақ денелердіөзіне тартып отырып, бірте – бірте мөлшері ұлғайып үлкен планетаға айналады. Мұнымен бірге ауырлық күшінің әсеріменпланета заттарының гравитациялық қайта бөлінуі жүзеге асты.
Басындаоның мөлшерінің салыстырмалы тез артуы бұлттан тартқан заттардың қосылуы есебінен болады. Кейін де планеталардың «өсуі» жалғасты, бірақ ол баяу және оныңбетіне жтікелей түскен заттар есебінен болып отырады.
Сандық есептері Жер қазіргі массасының 200 млн жыл шамасында жеткенін көрсетеді. Осы периодтың аяғында планета температурасышамамен +1300º С блған, бірақ беті суық еді. Кейін родиоактивті ыдыраудан бөлінген жылуы есебінен қызып планета қойнауындағы заттар балқып, химиялық дифференциацияланды.
Протопланеталық бұлт тозаңының көптілігі күн сәулеленуі үшін мөлдірлігі аз болып келеді. Сондықтан Күнге таяу орналасқан бұлттың бөлігікүшті қызады да, ал күннен алыста жатқан бөлігінің температурасы өте төмен болады.
Күнге таяу газдардың біртіндеп таралып кететіндігінен тек тез ұшып кетпейтін, тез ерімейтін бөлшектері ғана сақталған. Мұнда жер типтес планеталар орналасқан.