Солнечная система, это: Солнце, а также планеты с их лунами, кометы, астероиды, метеорные рои и межпланетная среда, удерживаемые гравитационным притяжением Солнца. Предполагается, что Солнечная система сформировалась около пяти миллиардов лет назад из вращающегося газопылевого диска, при сжатии которого возникло Солнце и остальные тела системы. Доказательством этого является то, что в начале 2002 года астрономы обнаружили что Солнечная система окружена плотным пылевым облаком, начинающимся уже за орбитой Сатурна.  Однако Оливер Мануэль (Oliver Manuel), профессор кафедры ядерной химии из университета Миссури-Ролла еще в 1975г  вместе с д-ром Дварка Дас Сабу (Dwarka Das Sabu) впервые заявил о том, что Солнечная система образовалась из обломков вращающейся звезды, с которой случился взрыв сверхновой около 5 миллиардов лет назад.  После взрыва сверхновой из ее сжавшегося ядра образовалось Солнце, а из выброшенной в космос материи - планеты: ближние к Солнцу планеты образовались из внутренних частей, а дальние - из материи внешних слоев той звезды. Теория аргументируется тем, что в найденных на Земле метеоритах кроме первобытного гелия есть еще и "странный" ксенон, который, как он считает, был принесен из внешних слоев сверхновой звезды. "Странный" ксенон отличается от обычного своим изотопным составом. Гелий и "странный" ксенон в больших количествах есть на Юпитере. Эти данные были получены зондом "Galileo", который сейчас работает в окрестностях Юпитера. "Странный" ксенон найден и в лунном грунте.

Планеты и астероиды движутся вокруг Солнца по орбитам, лежащим близко к плоскости земной орбиты и солнечного экватора и в том же направлении, что и Земля. Орбиты больших планет лежат в пределах 40 а.е. от Солнца, хотя область гравитационного влияния Солнца намного больше. Кометы, наблюдаемые внутри Солнечной системы, возможно, происходят из облака Оорта. Солнечная система движется в направлении апекса -точки небесной сферы в созвездии Геркулеса с координатами RA 18h, Dec. +30°.

Впервые за 15 лет наблюдений международной команде "охотников за планетами у других звезд" удалось обнаружить планетарную систему, напоминающую нашу. Профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли Джеффри Марси (Geoffrey Marcy) и астроном Пол Батлер (Paul Butler) из Университета Карнеги объявили 13 июня 2002г об открытии планеты класса Юпитера, которая обращается вокруг своей звезды на расстоянии приблизительно равном тому, на котором наш Юпитер облетает Солнце. Звезда 55 Cancri удалена от Земли на расстоянии 41 светового года и относится к типу солнцеподобных звезд. Открытая планета удалена от звезды на 5,5 астрономических единицы (Юпитер на 5,2 астрономические единицы). Период ее обращения составляет 13 лет (для Юпитера - 11,86 лет). Масса - от 3,5 до 5 масс Юпитера.

Ранее близ 55 Cancri уже была открыта планета, в 10 раз превышающая по размерам Юпитер, но расположенная на расстоянии около 0,15 астрономические единицы от светила.

Схожая планетарная система обнаружена и у звезды 47 в Большой Медведице по своему химическому составу похожей на Солнце. В этой системе имеются две планеты размером с Юпитер. В нашей, Солнечной системе, они находились бы между Марсом и Юпитером.

Планеты

Небесное тело, вращающееся вокруг Солнца, масса которого слишком мала для того, чтобы тело могло стать звездой (меньше одной двадцатой массы Солнца). В настоящее время насчитывается девять планет. Планеты Солнечной системы делятся на земную группу (твердые): Меркурий, Венера, Земля,  Марс; газообразными с небольшим твердым ядром, внешние планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Эти восемь планет вместе с Плутоном являются большими планетами Солнечной системы. На Плутоне, хотя и напоминающем твердые планеты, сохранилось значительное количество льда, и в Солнечной системе он представляет собой единственный пример большой планеты - ледяного карлика. В пределах Солнечной системы имеется множество малых планет, или астероидов, и небольших ледяных карликов, составляющих население так называемого пояса Койпера за пределами Нептуна.

В феврале 2000 года астрономами была открыта очередная комета, получившая обозначение 2000 CR105. Небесное тело размером более 400 км имеет сильно вытянутую эллиптическую орбиту и является одним из 70 тысяч объектов, относящихся к классу транснептунианских объектов (Trans Neptunian Objects, TNO).

Изучая ее движение, специалисты обратили внимание на некоторое отклонение ее орбиты от рассчитанных параметров. Комета двигается не так, как должна бы, а немного отклоняется в сторону. Подобные погрешности заставили некоторых астрономов предположить наличие за орбитой Нептуна еще одной ДЕСЯТОЙ планеты, гравитационное поле которой и влияет на движение 2000 CR105, заставляя ее отклоняться от прогнозируемой траектории.

Размеры неизвестной планеты оцениваются в пределах от размеров Луны до размеров Марса. Удаление этой планеты от Солнца по расчетам составляет около 10 миллиардов километров. В этой связи специалисты вновь заговорили о необходимости полета американского межпланетного зонда "Pluto-Kouper Express", который поможет ответить на многие вопросы о строении внешней части Солнечной системы.

 Планетные системы обнаружены и у других звезд.  На 22 августа 2002г  известно 85 систем (102 планеты).  Применение методов, позволяющих обнаружить небольшие периодические изменения скоростей звезд на основе доплеровского эффекта, позволило получить в 1995 и 1996гг аргументы в пользу существования внесолнечных планет у нормальных звезд.

Обнаружена планета в октябре 2002г у  Epsilon Eridani, удаленной от Земли на 10 световых лет. Ее масса составляет 1/10 массы Юпитера. Планета весьма удалена от звезды и совершает полный оборот вокруг нее за 280 лет. Некоторое время назад у Epsilon Eridani уже была обнаружена планета юпитерианского класса, а теперь в звездной системе произошло пополнение.

Летом 2003г  количество известных планет, вращающихся вокруг далеких звезд, увеличилось на 8 штук. Семь из этих планет обнаружила группа европейских астрономов, работающих в Женевской обсерватории. Все эти планеты намного больше Земли. Они относятся к категории газовых гигантов. Масса самой маленькой из них приблизительно равна массе Юпитера, а самой большой - в 8 раз превышает массу Юпитера. На полный виток вокруг своих звезд они тратят от одного до четырех земных лет. А две из этих планет вращаются вокруг одной и той же звезды HD 169830. Восьмую планету обнаружили японские астрономы. Они нашли ее у звезды HD 104985. Причем, это вторая планета, вращающаяся вокруг этой звезды. Масса этой планеты в 6 раз больше массы Юпитера. Кстати, кроме нашего Солнца, астрономам известно всего 13 звезд, у которых имеется более одной планеты. Причем звезды, содержащие металлы, с наибольшей вероятностью бывают окружены планетами. Как установила Дебра Фишер из университета Калифорнии, около 20% богатых металлом звезд окружены планетами. Исследовательница рассмотрела статистически значимую выборку из 61 звезды с планетами и 693 звезд без планет. Многие звезды являются просто шарами сгорающего водорода, другие - к примеру, наше Солнце - насыщены металлами, а зачастую имеют даже железное ядро. Поскольку молодые звезды и окружающие их диски пыли и газа должны обладать одним и тем же составом, то присутствие металлов в звездах должно отражать наличие исходного вещества, включая тяжелые металлы, из которых может образоваться планетарный диск. Умирающие звезды выделяют металлы, из которых, в свою очередь, образуются новые звезды. В результате с момента Большого Взрыва звезды становятся все богаче и богаче металлами. Это означает, что звезды, образующиеся сейчас, с большей вероятностью будут окружены планетами, чем более древние. А значит, в будущем Вселенная будет более богата планетами, чем когда-либо.

Поиск наличия воды в планетных системах  17 звезд, показал ее наличие в системе Эпсилон Андромеды (50 световых лет), Эпсилон Эридана (10 световых лет), а также вблизи красного карлика Lalande 2185, до которого от нас всего восемь световых лет. Наиболее сильный сигнал на специфической длине излучения воды был зарегистрирован из системы Эпсилон Андромеды. Предполагается, что в этой системе есть три планеты с массами, составляющими примерно 0,7, 2,1 и 4,6 масс Юпитера. Все они представляют собой газовые гиганты, однако существует вероятность, что вокруг звезды обращаются также и планеты с твердой поверхностью, напоминающие Землю, и которые невозможно обнаружить с помощью современных инструментов.

Элонгация

Угловое расстояние между Солнцем и планетой (или Луной) с точки зрения земного наблюдателя, т.е. угол Солнце-Земля-Луна/планета (см. иллюстрацию). Для внутренних планет (Меркурия и Венеры) элонгация ограничена. Ее максимальные значения, восточное и западное, достигаемые при каждом обороте по орбите, называются наибольшей элонгацией. Наибольшая элонгация для Меркурия в зависимости от обстоятельств лежит между 18° и 28°; для Венеры аналогичный диапазон составляет 45° - 47°. Для планет, находящихся от Солнца дальше Земли, возможны любые значения элонгации. Элонгация 90° называется квадратурой, 0° - соединением и 180° - противостоянием.

Межпланетная среда

Среда между планетами в Солнечной системе, содержащая межпланетную пыль, электрически заряженные солнечные частицы и нейтральный газ из межзвездной среды.
Заряженные частицы представлены электронами, протонами и гелиевыми ядрами (альфа-частицы), которые, устремляясь от Солнца, образуют солнечный ветер. Атомы нейтрального водородного и гелиевого газа поступают в окрестность Солнца из межзвездной среды. Из-за влияния солнечного ионизирующего излучения время жизни этих атомов в нейтральном состоянии (на расстоянии от Солнца до Земли) составляет около двадцати дней.

Межзвездный полет

Пионер

 Из серии 11 американских космических аппаратов, запущенных в 1958 - 1973 гг. КА "Пионер" (с номерами с первого по четвертый) были направлены к Луне; все они потерпели неудачу. КА "Пионер" (с номерами с пятого по девятый) были выведены на орбиты вокруг Солнца и использованы для изучения Солнца и условий в межпланетном пространстве. "Пионер-10 и -11" осуществили весьма успешные пролеты вблизи Юпитера и вблизи Юпитера и Сатурна соответственно.
 "Пионер-10" первый КА к звездам был запущен 3 марта 1972 г и прошел около Юпитера по пролетной траектории 4 декабря 1973 г на расстоянии 132000 км, передав на Землю лучшие для того времени изображения планеты. Он продолжал непрерывно передавать информацию вплоть до выхода за пределы Солнечной системы. Дальнейший полет станции, маршрут которой проходил вдали от планет, не предвещал ничего необычного, но оказалось, что она способна преподнести еще немало сюрпризов. Во-первых, выяснилось, что гелиопауза, которую рассматривают как своеобразную границу Солнечной системы, удалена от Солнца на гораздо большее расстояние, чем считалось ранее. Даже в 1999 году "Pioneer-10" не достиг гелиопаузы, хотя первоначально это прогнозировалось на конец 80-х - начало 90-х годов. Во-вторых, был выявлен интересный эффект, который ставит под сомнение справедливость казавшихся незыблемыми и вечными законов Ньютона. Как показали данные измерений, уменьшение скорости станции во времени происходило несколько быстрее, чем это должно бы было происходить по ньютоновской механике. И хотя эта величина довольно мала, но для законов небесной механики является существенной погрешностью. Аналогичные данные были получены и при анализе движения других АМС, удаляющихся от Солнца. 30 марта 1996 г, находясь на расстоянии больше 66 а.е. от Солнца, он "замолчал". 31 марта 1997 года было прекращено финансирование работ со станцией и в течение последующих двух с половиной лет управление полетом осуществлялось специалистами Исследовательского центра имени Эймса в порядке тренировки персонала. Осенью 1999 года в НАСА были наконец-то найдены средства, которые позволили продолжить работу со станцией.

28 апреля 2001г в 17:27:30 UTC (21:27:30 мск) станция дальней космической связи близ Мадрида (Испания) зарегистрировала слабый сигнал от аппарата, связь с которым была утеряна 19 августа 2000 года. В это время "Pioneer-10" находится на удалении 11,74 миллиарда километров от Земли и двигался со скоростью 12,24 км/с относительно Солнца. На отправку сигнала на станцию и получение ответа требуется 21 час 45 минут. Продолжает уменьшаться интенсивность космического излучения. Сейчас оно составляет 77 % от своего максимального значения, которое было зафиксировано датчиками космического излучения в 1998-1999 годах. Это говорит о том, что КА все еще не достиг границ гелиопаузы. "Pioneer-10" двигается в общем направлении звезды Альдебарана в созвездии Тельца в сторону, противоположную остальных трех КА. Согласно расчетам, АМС примерно через 33 тысячи лет пройдет в районе звезды РОСС-348, находящейся на расстоянии 3,3 светового года от Солнца. До 17 февраля 1998 года станция оставалась самым удаленным от Солнца рукотворным объектом, пока ее не "обогнала" другая американская АМС "Voyager-1".

Как сообщил Исследовательский центр имени Эймса в своем очередном бюллетене, 4 декабря 2002 года и 22 января 2003 года состоялись очередные сеансы связи с аппаратом. К сожалению, не удалось получить никакой телеметрической информации с борта, но сам факт приема ответного сигнала свидетельствует о том, что зонд "еще жив". Сигнал на зонд был отправлен со станции дальней космической связи DSS-14 в Голдстоуне, шт. Калифорния, а на следующий день ответный сигнал был зафиксирован станцией дальней космической связи DSS-63 под Мадридом, Испания. На прохождение радиосигнала с Земли к зонду и обратно потребовалось 22 часа 24 минуты 4 декабря 2002г  и  22 часа 35 минут 22 января 2003 года.

По данным группы управления полетом, на начало февраля 2003г  Pioneer-10 находится на удалении 82,19 астрономических единиц от Солнца и движется со скоростью 12,224 км/с относительно нашего светила. От Земли зонд отделяют 12,21 миллиарда километров. На прохождение радиосигнала "туда-обратно” требуется 22 часа 38 минут.

"Пионер-11" был запущен 6 апреля 1973 г и встретился с Юпитером 3 декабря 1974 г. (минимальное расстояние составило 42800 км) и с Сатурном - 1 сентября 1979 г. (минимальное расстояние - 20800 км).  Движется в направлении набегающего потока межзвездного газа, как и "Вояджеры", отстав от всех трех КА.

"Вояджеров"

Продолжается полет "Вояджера-1" и "Вояджера-2" после завершения исследования Солнечной системы. Как ожидается, источники энергии на обеих АМС будут работать до 2020 г. Бортовая аппаратура АМС будет продолжать измерение магнитного поля и обнаружение частиц в гелиосфере. Ожидается, что впервые будут получены данные о гелиопаузе, где солнечный ветер сливается с межзвездной средой.

Американская автоматическая межпланетная станция "Voyager-1" (10321 / 1977 084А) запущена 5 сентября 1977г. Инструменты на "Вояджерах" состояли из двух групп. Одна из них была предназначена для анализа окружающей аппарат среды и работала все время полета, в том числе и при перелете от одной планеты к другой. С помощью этого набора измерялось магнитное поле, фиксировались заряженные частицы низкой энергии и космические лучи, а также определялись локальные характеристики плазмы. Другая группа инструментов включала широкоугольную фотокамеру (3°), фотокамеру для получения крупноплановых изображений (0,4°), интерферометр Майкельсона для анализа инфракрасного излучения атмосфер планет, ультрафиолетовый спектрометр, фотополяриметр для измерения интенсивности и поляризации света, а также детектор радиоизлучения планетарных магнитосфер. Главная передающая антенна "Вояджеров" с ядерным источником питания на плутонии-238 имела диаметр 3,7 м. Масса 733кг. Сближение с Юпитером – 5 марта 1979г, Сатурном – 12 ноября 1980г. Космический аппарат прошел в юпитерианской системе вблизи Ио и Каллисто, а в системе Сатурна - около Титана, Реи и Мимаса.

Американская автоматическая межпланетная станция "Voyager-2" (10271 / 1977 076А) запущена 20 августа 1977г.Сближение с Юпитером – 9 июля 1979г, затем близко подошел к Европе и Ганимеду, галилеевым спутникам, не исследованным ранее "Вояджером-1". Сатурн был достигнут в августе 1981г, причем минимальное расстояние (25 августа) составило 101000 км. Далее траектория прошла около спутников Сатурна Тефия и Энцелад. 24 января 1986г "Вояджер-2" достиг Урана, пройдя от него на расстоянии 107000 км, а затем пролетел мимо Нептуна (24 августа 1989 аппарат находился в 48000 км от поверхности) и Тритона.  Провел фотографирование планет, их спутников, колец. Скорость полета 19км/с, масса 808кг, масса научных приборов 105кг, диаметр антенны зонда 3,7м. "Вояджер-2" фактически идентичен "Вояджеру-1", за исключением того, что был использован более мощный источник питания, позволяющий осуществить длительный полет к Урану и Нептуну.

14 марта 2002г Лаборатория реактивного движения в Пасадене (шт.Калифорния, США) опубликовала сообщение № 1215 о полете межпланетных зондов "Voyager-1" и "Voyager-2". Активных действий с аппаратами в последнее время не проводилось, хотя оба они сохраняют свою работоспособность. Запасы топлива на борту аппаратов составляют: на "Voyager-1" - 30,97 кг, на "Voyager-2" - 32,85 кг.

КА "Voyager-1" за время своего полета уже преодолел расстояние в 14 миллиардов 358 миллионов километров. От Солнца его отделяет дистанция в 12 миллиардов 540 миллионов километров, а от Земли - 12 миллиардов 573 миллиона километров. Относительно Земли "Voyager-1" движется со скоростью 20,971 км/с, а относительно Солнца - 17,234 км/с. Чтобы отправить на КА радиосигнал и получить ответ требуется 23 часа 17 минут 52 секунды.

Те же показатели для КА "Voyager-2" составляют: пройденное расстояние - 13 миллиардов 475 миллионов километров, удаление от Солнца - 9 миллиардов 925 миллионов километров, удаление от Земли - 10 миллиардов 28 миллионов километров, скорость относительно Земли - 28,575 км/с, скорость относительно Солнца - 15,725 км/с. На то, чтобы установить связь с "Voyager-2" требуется 18 часов 34 минуты 54 секунды.

источник cosmoportal.org.ua