Что входит в Солнечную систему: тела Солнечной системы
Солнечная система — это Солнце и всё, что движется вокруг него под действием притяжения. К телам Солнечной системы относятся:
- 8 планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун;
- карликовые планеты: Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа, Макемаке;
- спутники планет, например Луна, Ио, Ганимед, Миранда;
- астероиды, больше всего их между орбитами Марса и Юпитера;
- кометы и объекты пояса Койпера за орбитой Нептуна, примерно на расстоянии 30–50 а.е. от Солнца.
Звёзды, туманности и галактики в Солнечную систему не входят, даже если на рисунке неба они выглядят рядом с планетами. О них можно прочитать в темах звёзды и экзопланеты и галактики и Вселенная.
Расстояния внутри системы меряют в астрономических единицах: 1 а.е. — это среднее расстояние от Земли до Солнца, около 150 млн км.
Планеты Солнечной системы и их классы
Планеты делят на классы по составу и размеру. Вопрос «какой класс планет Солнечной системы» обычно сводится к трём группам:
- Планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Небольшие, твёрдые, плотные, с каменной поверхностью.
- Газовые гиганты: Юпитер и Сатурн. Состоят в основном из водорода и гелия.
- Ледяные гиганты: Уран и Нептун. Много воды, аммиака и метана в виде льдов и плотных газов.
Средние расстояния от Солнца пригодятся в расчётах: Марс 1,52 а.е., Юпитер 5,2 а.е., Уран 19,2 а.е., Нептун 30,1 а.е.
Планета отличается от карликовой тем, что очистила окрестности своей орбиты от других тел. Так решил Международный астрономический союз в 2006 году. Плутон этого не сделал, поэтому он карликовая планета.
Как найти максимальную элонгацию: разбор задания
Элонгация — это угол между направлениями на Солнце и на планету с точки зрения наблюдателя. В задачах про другие планеты наблюдатель стоит не на Земле, а, например, на Уране или Марсе. Принцип тот же.
Возьмём свою задачу: на какой максимальный угол от Солнца может отклоняться Земля для наблюдателя на Марсе? Орбиты считаем круговыми.
- Определи, какая планета ближе к Солнцу. Земля (1 а.е.) ближе, чем Марс (1,52 а.е.), значит, для марсианина она «внутренняя», как Венера для нас.
- Угол максимален, когда луч зрения касается орбиты Земли. Тогда в треугольнике Солнце — Земля — Марс угол при Земле прямой.
- Угол при Марсе и есть элонгация ε. Из прямоугольного треугольника: sin ε = a(Земли) / a(Марса) = 1 / 1,52 ≈ 0,658.
- ε = arcsin 0,658 ≈ 41°.
Если бы наблюдатель стоял на Земле, а смотрел на Марс, элонгация доходила бы до 180°: внешняя планета может оказаться на небе напротив Солнца. Ограничение по углу есть только у внутренних планет.
Где ошибаются чаще всего
- Путают внутреннюю и внешнюю планету. Формула sin ε = a(внутренней) / a(внешней) работает, когда наблюдатель находится на внешней планете. Сначала сравни расстояния до Солнца, потом подставляй.
- Теряют единицы в задачах на плотность. Плотность астероида считают по формуле ρ = m / V, объём шара V = 4/3 × π × R³, где R — радиус, то есть половина диаметра. Диаметр в километрах переведи в метры или сантиметры до подстановки. Помни, что 1 г/см³ = 1000 кг/м³.
- Путают фазы стареющей Луны. Для наблюдателя в Северном полушарии у растущей Луны освещена правая сторона, у стареющей, после полнолуния, левая. Стареющий серп похож на букву «С». Для Южного полушария всё зеркально.
- Считают любую яркую точку звездой. Планеты и их спутники входят в Солнечную систему, звёзды нет. Планеты располагаются вдоль эклиптики, а солнечный диск с Юпитера виден примерно в 5 раз меньше, чем с Земли.
В задаче «на каком объекте находится наблюдатель» смотри на размер Солнца и на то, висит ли в небе огромный диск планеты. Ганимед и Ио обращены к Юпитеру, Миранда к Урану. Спутник, который всегда повёрнут к планете одной стороной, видит её на одном и том же месте неба.
Какие задания присылают ученики и как пользоваться страницей
По этой теме ученики 11 класса присылают задачи нескольких типов: определить по модельному небу, какие объекты принадлежат Солнечной системе; найти плотность астероида; рассчитать максимальную элонгацию планеты для наблюдателя на другом теле; выбрать правильные зарисовки фаз Луны; понять, где находится наблюдатель. Положение звёзд и созвездий на таких рисунках разбирается в теме небесная сфера и созвездия.
Найди в списке выше задание, похожее на твоё, и посмотри ход решения. Если подходящего нет, сфотографируй своё условие и получишь решение по шагам.
Научные исследования Солнечной системы в задачах встречаются как контекст. Например, астероид Рюгу изучал японский аппарат «Хаябуса-2», а возле Урана и Нептуна пролетела станция «Вояджер-2», в 1986 и 1989 годах. Как наблюдают такие объекты с Земли, написано в теме телескопы и наблюдения.