Урок астрономії групи 17.34 ТМСГВ

(Опубліковано : 05 05 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 21 04 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 14 04 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 08 04 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 31 03 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 31 03 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 24 03 2020 р.)

Завантажити

(Опубліковано : 24 03 2020 р.)

Завантажити

Малі тіла сонячної системи

Астероїди.

У 1766 році німецький фізик та математик Тиціус запропонував емпіричне правило, згідно з яким наближено визначалися відстані від сонця до планет. Завдяки працям німецького астронома Боде ця закономірність стала загальновідомою. Згідно з правилом Тиціуса-Боде між Марсом та Юпітером мала б рухатися планета. У 1789 році розпочалися інтенсивні пошуки цієї планети, які швидко увінчались успіхом. 1 січня 1801 року у телескоп був виявлений об’єкт, що виявився планетою. Відкриту планету назвали Церерою. 28 березня 1802 року виявили ще одну малу планету – Палладу. Ще через п’ять років були відкриті Юнона та Веста. Малий блиск вказував на відносно незначні розміри виявлених об’єктів. Їх назвали малими планетами або астероїдами, що в перекладі з давньогрецької означає «зореподібні». До 1890 року було відкрито близько 320 астероїдів. Відтоді кількість відкритих малих планет різко зростає. Зараз відомо понад 15 000 астероїдів, але вчені вважають, що в Сонячній системі їх сотні тисяч. Астрономи кримської астрофізичної обсерваторії відкрили понад 550 малих планет.

98 % малих планет рухається між орбітами Марса та Юпітера, утворюючи пояс астероїдів. За однією гіпотезою, ці астероїди – рештки великої планети, що рухалася між Марсом та Юпітером, і була зруйнована чи то гравітацією Юпітера, чи то катастрофічними зіткненнями з великим космічним тілом. Гіпотетична планета навіть отримала назву Фаетон.

Розміри більшості малих планет незначні. Найбільшими є Церера - діаметр до 1 000 км, Паллада – 610 км, Веста – 540 км і Гігія – 450 км. Усі астероїди, за винятком найбільших, мають неправильну форму, тобто є брилами твердого матеріалу. Усі астероїди видно лише в телескоп.

Є багато астероїдів, траєкторії яких не лежать між Марсом і Юпітером. Унікальну орбіту має Ікар. Він долітає до Сонця удвічі ближче, ніж Меркурій, нагріваючись до +730 0С.

Жодна з малих планет не має атмосфери, але, виявляється, є астероїди, які мають супутники. Американська міжпланетна станція «Галілей» у 1993 році передала зображення малої планети Іди, біля якої обертається супутник – півтора кілометрова брила.

1 листопада 1977 року американський астроном Коуелл виявив астероїд, що рухається між Сатурном і Ураном. Зараз відомо кілька таких планет, що рухаються між орбітами далеких планет.

З 1992 р. розпочалося відкриття нових об’єктів – астероїдів з поясу Койпера. Включаючи Плутон, пояс кой пера починається за орбітою Нептуна і тягнеться на відстань до 150 а.о. За попередніми оцінками, у поясі Койпера знаходиться більше 200 млн невеликих тіл різних розмірів. На відміну від малих планет із поясу астероїдів, ці тіла в основному складаються з льоду.

Станом на 26 вересня 2009 р. нараховується 460271 астероїд. Нові астероїди відкривають щороку Найбільший астероїд Церера отримав статус карликової планети.

Комети.

Комети э одними з найефективніших тіл в Сонячній системі. Це своєрідні космічні айсберги, що складаються із заморожених газів, водяного льоду і тугоплавкої мінеральної речовини у вигляді пилу і більш крупних фрагментів. Щорічно відкривають 5-7 нових комет і один раз в

2-3 роки поблизу Землі і Сонця проходить яскрава комета з великим хвостом. Комети цікавлять не тільки астрономів, але й багатьох інших учених: фізиків, хіміків, біологів, істориків. Постійно проводять достатньо складні і дорогокоштуючі дослідження.

Коли ж люди вперше задумались про яскраві хвостаті «зірки» на нічному небі?

Перша письмова згадка про появу комети датується 2296 роком до нашої ери. Рух комети ретельно спостерігався китайськими астрономами. Стародавнім китайцям небо представлялося величезною країною, де яскраві планети були правителями, а зірки – органами влади. Комету, що постійно переміщається, стародавні астрономи вважали гінцем, кур’єром, що доставляє депеші. Стародавні люди панічно боялися комети, наказуючи їм багато земних катаклізмів і нещасть. Комети боялися тому, що не могли знайти достатньо зрозумілого і логічного пояснення цьому явищу.

Звідки з’явилися численні міфи про комети?

Науково обґрунтувати явище першим спробував Арістотель. Не помічаючи ніякої закономірності в появі і русі комет, він запропонував вважати їх возгоравшими атмосферними випаровуваннями. Думка Арістотеля стала загальновизнаною. Проте римський вчений Сенека спробував спростувати навчання Арістотеля. Він писав, що «комета має власне місце між небесними тілами…, вона описує свій шлях і не гасне, а тільки віддаляється». Але його проникливі припущення визнали нерозсудливими, оскільки був дуже високий авторитет Арістотеля.

Але через невизначеність, відсутність єдиної думки і пояснення феномену «хвостатих зірок» люди ще довго продовжували вважати їх чимось надприродним.

Найбільший внесок у вивчення істинної природи комет був зроблений Едмондом Галлєєм. Головним його відкриттям було встановлення періодичності появи однієї і тієї ж комети: в 1531 р., в 1607 р., в 1682 р. зосереджений астрономічними дослідженнями, Галлей зацікавився рухом комети 1682 р. і зайнявся обчисленням її орбіти. Його цікавив шлях її руху, а оскільки Ньютон вже проводив подібні обчислення, Галлей звернувся до нього. Учений відразу дав відповідь: комета рухатиметься по еліптичній орбіті. Отримавши допомогу Ньютона, він зайнявся обчисленням кометних орбіт за астрономічними спостереженнями. Йому вдалося зібрати відомості про 24 комет. Таким чином з’явився перший каталог кометних орбіт. В своєму каталозі Галлей знайшов, що три комети дуже схожі по своїх характеристиках, з чого він зробив висновок, що це не три різні комети, а періодичні появи однієї і тієї ж комети. Період її появи виявився рівним 75,5 років. Згодом вона була названа кометою Галлея.

Звідки ж приходять до нас «хвостаті зірки»?

Дотепер про джерела комет ведуться жваві дискусії, але єдине рішення ще не вироблено. В 50-і роки голландський астроном Оорт запропонував гіпотезу про існування кометної хмари на відстані 150 000 а.о. від Сонця, що утворилася в результаті вибуху 10-ї планети Сонячної системи – Фаетона, колись існуючої між орбітами Марса і Юпітера, оскільки при такому зближенні, унаслідок дії колосальних сил, виник сильний внутрішній перегрів Фаетона. Сила вибуху була величезна. В результаті такого вибуху велика частина речовини у вигляді ядер комет, астероїдів і метеоритів покинула межі Сонячної системи, частина затрималась на її периферії у вигляді хмари Оорта, частина речовини залишилась на колишній орбіті Фаетона, де вона і зараз циркулює у вигляді астероїдів, кометних ядер, метеоритів.є припущення, що маса Фаетона була більша за масу землі у 90 разів (дорівняла масі Сатурна). За іншими припущеннями, хмара Оорта – це залишки матеріалу, які не пішли на утворення планет Урану і Нептун.

Будова, склад комети.

Ядро комети є єдиною її твердою частиною, в ньому зосереджена майже вся її маса. Тому ядро - першопричина всієї решти комплексу кометних явищ. Ядра комет дотепер все ще неприступні телескопічним спостереженням, оскільки ядро оточене матерією, що світиться. Застосовуючи великі збільшення, можна заглянути в більш глибокі шари газо-пилевої оболонки, що світиться, але і те, що залишиться, буде за своїми розмірами все ще значно перевищувати істинні розміри ядра. Атмосфера, що оточує ядро називається комою. Кома разом з ядром складають голову комети – газову оболонку, яка утворюється в результаті прогрівання ядра при наближенні до Сонця. Оддалік Сонця голова виглядає симетрично, але з наближенням до нього вона поступово стає овальною. В міру наближення комети до Сонця діаметр голови день від дня росте і досягає максимальних розмірів між орбітами Землі і Марса. Сама вражаюча частина комети – її хвіст. Хвости майже завжди направлені в протилежну від Сонця сторону. Хвости складаються з пилу, газу і іонізованих частинок. Довжина хвоста може сягати 1 а. о. тобто 150 000 000 км. Найяскравішою частиною комети є ядро, яскравість коми зменшується до периферії, а найменшу яскравість має хвіст. Густина коми і хвоста така мала, що крізь них просвічуються зорі.

Маси комет різноманітні – від кількох тон до 1011- 1012 тонн.

Є комети, які не належать Сонячній системі. Вони, рухаючись по своїй траєкторії, пролітають біля Сонця і зникають у міжзоряному просторі. Комети, що належать Сонячній системі, називаються періодичними. Залежно від періоду обертання навколо Сонця комети поділяють на дві групи:

• Короткоперіодичні – період менший ніж 200 років;

• Довгоперіодичні – період більший ніж 200 років.

Найвідоміша серед комет – комета Галлея – повертається до Сонця кожні 75,5 років. Двічі вона з’являлась у 20 ст. У 1910 р. і 1986 р. отже наступний раз з’явиться у 2061 році. З усіх відомих комет , а їх близько 330, найменший період має комета Енке – 3,3 роки.

Як же утворюються комети?

На великих відстанях від Сонця кометне ядро побачити неможливо. Адже розміри його, як правило, не перевищують 10-20 км, і світла воно відбиває дуже мало. Та з наближенням до Сонця, починаючи з відстані 6 а. о., кометний лід починає випаровуватися. Газ, що випаровується, тягне за собою пилинки. Продукти випаровування і пилинки навколо ядра утворюють кому або голову комети, яскравість якої швидко зменшується в напрямку до краю. Під дією тиску сонячного світла і сонячного вітру речовина голови комети відкидається у бік, протилежний від Сонця, утворюючи протяжний хвіст комети. От тоді, власне кажучи, комета і стає «кометою». Через дію тих же сил тиску, віддаляючись від Сонця, комета рухається вже хвостом уперед. Чим ближче комета до Сонця, тим довшим стає її хвіст, збільшується і голова комети. В момент проходження комети біля Сонця діаметр її голови може перевищувати відстань від Землі до Місяця. А хвіст комети іноді простягається на відстань до 150 млн. км. Залежно від того, яка сила має переважну дію на комету – сила відштовхування за рахунок тиску сонячного вітру і сонячного світла чи сила притягання з боку Сонця – кометні хвости набувають різної форми.

Найцікавішими подіями за останні декілька років стали: поява комети Хейла-Боппа і падіння комети Шумахера-Льові на Юпітер.

Комета Хейла-Боппа з’явилася на нічному небі весною 1997 року. Період її обертання складає 5900 років. З цією кометою пов’язані деякі цікаві явища. Восени 1996 року американський астроном любитель Чак Шрамек передав у всесвітню сіть Інтернет фотографію комети, на якій виразно був видний яскравий білий об’єкт невідомого походження, злегка сплюснутий по горизонталі. Реакція офіційних наукових представників була дивною. Знімок Шрамека був оголошений підробкою, а астроном – містифікатором, але зрозумілого пояснення не було запропоновано. Знімок, опублікований в Інтернеті, викликав вибух окультизму, розповсюджувалася величезна кількість розповідей про грядущий кінець світу, злобних прибульців, підготовлюваних до захоплення Землі за допомогою комети. Дотепер не відомо, що це був за об’єкт.

23 липня з’явилося повідомлення про те, що ядро комети розділилося пополам.попередній аналіз показав, що друге «ядро» - зірка на задньому плані, але подальші знімки спростували це припущення. З часом «очі» знову об’єдналися, і комета прийняла первинний вигляд. Цей феном також не був пояснений жодним вченим. Таким чином, комета Хейла-Боппа була не стандартним явищем, вона дала ученим привід для роздумів.

Іншою гучною подією стало падіння в липні 1994 року короткоперіодичної комети Шумахера-Льові на Юпітер. Ядро комети в липні 1992 року в результаті зближення з Юпітером розділилося на фрагменти, які згодом зіткнулися з планетою-гігантом. У зв’язку з тим, що зіткнення відбулося на нічній стороні Юпітера, земні дослідники могли спостерігати лише спалахи, відображені супутниками планети. Аналіз показав, що діаметр фрагментів від одного до декількох кілометрів. На Юпітер впали 20 кометних осколків. Учені затверджують, що розпад комети на частини – рідкісна подія, захоплення комети Юпітером – ще більш рідкісна подія, а зіткнення великої комети з планетою – екстраординарна космічна подія.

Недавно в американській лабораторії на одному з наймогутніших комп’ютерів була прорахована модель падіння комети радіусом 1 км на Землю. Обчислення зайняли 48 годин. Вони показали, що такий катаклізм стане смертельним для людства: в повітрі піднімуться сотні тон пилу, закривши доступ сонячному промінню і теплу, при падінні в океан утворюється гігантське цунамі, відбудуться руйнівні землетруси. По одній з гіпотез, динозаври вимерли в результаті падіння великої комети або астероїда

Отже, з’ясувалося, що, не дивлячись на ретельне їх вивчення, комети таять у собі ще багато загадок. Якісь з цих красивих «хвостатих зірок», що час від часу сяють на небі, можуть представляти реальну небезпеку для нашої планети. Але прогрес в цій області не стоїть на місці, і, можливо, ваше покоління стане свідком посадки на кометне ядро. Вивчення комет допоможе зрозуміти основи, причини інших подій. Комета – космічний мандрівник, вона проходить через дуже великі області, неприступні для досліджень, і можливо вона «знає», що відбувається в міжзоряному просторі.

Метеори.

Пилові частинки, що виділяються із хвоста й голови комети розсіюються вздовж її орбіти. Якщо ця орбіта перетинається з орбітою Землі, то час від часу потік пилових частинок буде зустрічатися з земною атмосферою. Пилові частинки рухаються із швидкостями від 12 до 72 км/с. при рухові крізь атмосферу на висоті 110 – 80 км мало масивна частинка повністю руйнується. Світлове явище, яке спостерігається при цьому, називається метеором. Якщо ж падає відразу багато метеорів, спостерігається незвичайне небесне явище – метеорний дощ. Наприклад з 12 по 14 серпня спостерігається метеорний потік пов’язаний з кометою Свіфта-Туттля. Щороку 18-19 листопада спостерігається метеорний потікпов’язаний з періодичною кометою Темпля – Туттля. З 16 по 26 жовтня метеорний потік породжується кометою Галлея. Переважна більшість метеорних частинок має дуже малу масу – 0,01-0,001г. Що більша маса і розміри метеорної частинки, то яскравішим є метеорний спалах.

Дуже яскраві метеори називаються болідами. Болід виникає при вторгненні в атмосферу метерної частинки масою понад 100 г. Болід має яскравий хвіст з іонізованих газів і пилових частинок. Політ боліда часто супроводжується гуркотом, свистом, сюрчанням і закінчується падінням метеорита.

Метеорит.

Метеорити – кам’яні або залізні тіла, що падають на Землю з міжпланетного простору. Метеорити є залишками метеорних тіл, що не повністю зруйнувалися в атмосфері при русі, під час якого їхня поверхня нагрівається до 2500-30000С, плавиться і випаровується. Дрібні частинки руйнуються повністю, а більші, втративши до 90% маси, падають на поверхню Землі.

Щороку на поверхню Землі падає близько 500 метеорів, але в середньому лише 20 із них знаходять. Найчастіше метеорити знаходять а Антарктиді та у сухих пустелях.

Такі знахідки трапляються вкрай рідко. Хоча метеорити часто падають на всю поверхню Землі, найчастіше їх знаходять вкрай не гостинних місцях: в вічній мерзлоті або в великих пустинях, таких як Сахара. До речі, там і знаходять більшість екземплярів, що потрапляють на аукціон. Причина вкрай проста: поверхня Землі в цих регіонах або сніжно біла, або піщаного кольору. Помітити метеорит там простіше, ніж в інших місцях – адже вони розжарюються, потрапивши в атмосферу, потім стають темними, схожими на шлак.

Кожний космічний посланець, що долетів до поверхні Землі, являється унікальним представником інших світів. Саме такі уламки і змушують часто битися серця представників небагато численної, але фанатичної спілки колекціонерів. На одному із аукціоні шматок метеориту вагою всього 0,7г був проданий за 8 000 доларів, а максимальна ціна за шматок місячної породи досягла астрономічної ціни – 68 млн доларів

За хімічним складом метеорити поділяють на три групи:

 Кам’яні (їх випадає 92%)

 Залізо – кам’яні (їх випадає 2%)

 Залізні (їх випадає 6%)

Дотепер на Землі виявлено понад 230 великих метеорних кратерів. Наприклад Аризонський метеоритний кратер має діаметр 1207 м, глибина 174 м, а висота оточуючого валу 40-50 м.

30 червня 1908 року в глухій сибірський тайзі в Красноярському краї рано вранці в 7 год. 15 хв за місцевим часом, по небу пролетіла вогняна куля. Політ незвичайного небесного тіла супроводжувався звуком, що нагадує грім. Потім відбувся вибух, що викликав струс грунту який відчувався на площі більше мільйона квадратних кілометрів. То був Тунгуський метеорит. Падіння Тунгуського метеорита ще не вивчено до кінця.