В. В. Орлятко, доктор геолого-мінералогічних наук
Фізичні умови на поверхні кожної з дев'яти планет цілком визначаються їх становищем на орбіті відносно Сонця. Найближчі до світила чотири планети - Меркурій, Венера, Земля і Марс - мають порівняно невеликі маси, помітне подібність у складі складають їх речовини і отримують велика кількість сонячного тепла, відчутно впливає на температуру поверхні планет. Дві з них - Венера і Земля - ​​мають щільну атмосферу, Меркурій і Марс атмосфери практично не мають.
Планети-гіганти Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун значно віддалені від Сонця, мають гігантські маси і щільну потужну атмосферу. Всі вони відрізняються високою осьової швидкістю обертання. Сонячне тепло майже сягає цих планет. На Юпітері воно складає 0,018 В· 103 Вт/м2, на Нептуні - 0,008 В· 103 Вт/м2.
Всі планети, за винятком Меркурія і Венери, мають супутники, загальне число відомих на сьогоднішній день досягає 57. Найбільше кількість супутників мають Юпітер - 16, Сатурн - 17 і Уран - 15. Решта планети мають один - два супутники.
Велика частина маси речовини Сонячної системи зосереджена в самому Сонце - більше 99%. На долю планет припадає менше 1% загальної маси. Решта речовина розсіяна в астероїдах, кометах, метеоритах, метеорної і космічного пилу.
Всі планети мають порівняно невеликі розміри і в порівняно з відстанями між ними їх можна представляти у вигляді матеріальної точки. З курсу фізики відомо, що добуток маси тіла на його швидкість називається імпульсом:
, (I.19)
а твір радіуса-вектора на імпульс - моментом імпульсу:
. (I.20)
З наведеного виразу видно, що швидкість V руху планети по еліптичній орбіті змінюється разом зі зміною радіуса-вектора r. При цьому на підставі другого закону Кеплера має місце збереження моментів імпульсу:
. (I.21)
З (I.21) видно, що при збільшенні r1 швидкість V1 повинна зменшуватися, і навпаки (маса т планети незмінна). Якщо виразити лінійну швидкість V через кутову швидкість w
, (I.22)
то вираз для моменту імпульсу планети набуде вигляду:
. (I.23)
З останньої формули випливає, що при стисненні обертових систем, тобто при зменшенні r і сталості т, кутова швидкість обертання w неминуче зростає.
У табл. I.1 наведені орбітальні параметри планет. Добре видно, як у міру зростання радіуса орбіти (гелиоцентрического відстані) зменшується період обігу і, отже, швидкість руху планет.
При русі планети навколо Сонця сила тяжіння останнього зрівнюється доцентровою силою, прикладеною до планети:
. (I.24)
Звідси легко знайти середню орбітальну швидкість руху планети, яка збігається з круговою швидкістю:
, (I.25)
де r = a - відстань від Сонця;
Т - період обертання планети навколо світила.
Як приклад знайдемо середню орбітальну швидкість обертання Землі, поклавши в формулу (I.25) Т = 365,2564 В· 86400 з = 31,56 В· 106 с, а = 149,6 В· 106 км, отримаємо V = 29,78 км/с.
У табл. I.2 приведені параметри всіх відомих на сьогодні супутників планет. Звертаємо увагу на найбільш великі з них. Місяць - супутник Землі, Іо, Європа, Ганімед і Каллісто - супутники Юпітера, Титан - супутник Сатурна, Тритон - супутник Нептуна. Це найбільший супутник в Сонячній системі. Діаметр Тритона 6000 км. Три останні планети мають також своєрідні кільця, дослідження яких з американської міжпланетної станції В«Вояджер-2В» показало, що вони складаються з темного матеріалу, частинки якого мають розміри близько метра і більше. Не виключено, що це кам'яні уламки разрушившихся невеликих супутників або продукти викидів потужних вулканічних вибухів.
Таблиця I.2
Орбітальні параметри супутників планет
Назва
Орбітальний радіус, км
Радіус, 103 м
Маса,
1020 кг
Щільність,
103 кг/м3
Супутник Землі
Місяць
384,4
1738
734,9 (В± 0,7)
3,34
Супутники Марса
Фобос
9,378
13,5 Г— 10,7 Г— 9,6
1,26 (В± 0,1) Г— 10-4
2,2 (В± 0,5)
Деймос
23,459
7,5 Г— 6,0 Г— 5,5
1,8 (В± 0,15) Г— 10-5
1,7 (В± 0,5)
Супутники Юпітера
Метис (Метіда)
127,96
? Г— 20 Г— 20
-
-
Адрастея
128,98
12,5 Г— 10 Г— 7,5
-
-
Амальтея
181,3
135 Г— 82 Г— 75
-
-
Теба (Фіва)
221,9
? Г— 55 Г— 45
-
-
Іо
421,6
1815
894 В± 2
3,57
Європа
670,9
1569
480 В± 2
2,97
Ганімед
1070
2631
1482,3 В± 0,5
1,94
Каллісто
1883
2400
1076,6 В± 0,5
1,86
Леда
11094
8
-
-
Гімалія
11480
90
-
-
Лиситея
11720
20
-
-
Елара
11737
40
-
-
Ананке
21200
15
-
-
Карме
22600
22
-
-
Пасіфаї
23500
35
-
-
Синопі
23700
20
-
-
Супутники Сатурна
Атлас (Атлант)
136,64
19 Г—? Г— 14
-
-
Прометей
139,35
70 Г— 50 Г— 37
-
-
Пандора
141,70
55 Г— 43 Г— 33
-
-
Епіметей
151,422
70 Г— 58 Г— 50
-
-
Янус
151,472
-
-
-
Мімас
185,52
197
0,38 В± 0,01
1,24
Енцелад
238,02
251
0,8 В± 0,3
1,24
Тефія (Тетіс)
294,66
524
7,6 В± 0,9
1,26
Телесто
294,66
? Г— 12 Г— 11
-
-
Каліпсо
294,66
15 Г— 13 Г— 8
-
-
Діона
377,40
559
10,5 В± 0,3
1,44
Олена (Хелен)
377,40
18 Г—? Г— 15
-
-
Рея
527,04
764
24,9 В± 1,5
1,33
Титан
1221,85
2575
1345,7 В± 0,3
1,881
Гіперіон
1481,1
175 Г— 120 Г— 100
-
-
Япет
3561,3
718
18,8 В± 1,2
1,21
Феба
12952
115 Г— 110 Г— 105
-
-
Супутники Урана
Корделія
49,75
~ 25
-
-
Офелія
53,77
~ 25
-
-
Біанка
59,16
~ 25
-
-
Крессида
61,77
~ 30
-
-
Дездемона
62,65
~ 30
-
-
Джульєтта
64,63
~ 40
-
-
Порція
66,10
~ 40
-
-
Розалінда
69,93
~ 30
-
-
Беллінда
75,25
~ 30
-
-
Пак
86,00
85
-
-
Міранда
129,8
242
0,71
1,26 В± 0,39
Аріель
191,2
580
14,4
1,65 В± 0,30
Умбріель
266,0
595
11,8
1,44 В± 0,28
Титанія
435,8
800
34,3
1,59 В± 0,09
Обертон
582,6
775
28,7
1,50 В± 0,10
Супутники Нептуна
Тритон
354,3
1750
1300 В± 250
(5)
Нереїда
5515
~ 200
-
-
Супутник Плутона
Харон
19,1
~ 500
-
(0,8)
Примітка: У дужках - неточні дані, знак питання - Немає даних.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту elib.albertina.ru
