"Астрономия (базовый уровень)", Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Венера — вторая планета от Солнца и ближайшая к Земле по орбите. Она относится к планетам земной группы, но её плотная атмосфера из углекислого газа создаёт мощный парниковый эффект: поверхность раскалена сильнее, чем у Меркурия. На небе Венера видна недалеко от Солнца — утром или вечером, поэтому её называют утренней или вечерней звездой. Изучая движение и фазы Венеры, астрономы получили важные доказательства того, что планеты обращаются вокруг Солнца.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Венера — вторая от Солнца планета и ближайшая к Земле по орбите. Она относится к планетам земной группы вместе с Меркурием, Землёй и Марсом: это сравнительно небольшие каменистые тела с твёрдой поверхностью. Такое положение помогает понять, почему Венера так заметна с Земли и почему её условия отличаются от земных.
Синодический период Венеры — время между повторениями одного и того же взаимного положения Венеры, Земли и Солнца. Он составляет примерно 584 земных суток. Этот период нужен, чтобы описывать, как часто повторяются сходные условия наблюдения планеты с Земли; он не равен времени полного оборота Венеры вокруг Солнца.
Атмосфера Венеры — плотная газовая оболочка планеты, состоящая преимущественно из углекислого газа. Она намного плотнее земной у поверхности, а верхние слои скрыты облаками. Состав и плотность атмосферы важны для объяснения погоды и чрезвычайно высокой температуры Венеры.
Парниковый эффект на Венере — нагрев поверхности из-за того, что атмосфера задерживает тепловое излучение, уходящее от планеты. Солнечный свет проходит через облака и нагревает поверхность, а углекислый газ мешает теплу быстро покинуть атмосферу. Понимание этого эффекта объясняет, почему на Венере жарче, чем можно ожидать только по её расстоянию от Солнца.
Венера расположена между Солнцем и Землёй по расстоянию от Солнца, поэтому её называют внутренней планетой. С Земли она не может оказаться в направлении, противоположном Солнцу: её орбита ограничивает угловое удаление от светила. Когда Солнце высоко над горизонтом, яркий дневной свет мешает заметить планету. Поэтому Венеру обычно ищут у горизонта на рассвете или в сумерках, а не в середине ночи.
В зависимости от положения на орбите Венера оказывается то к востоку, то к западу от Солнца на небесной сфере. Если она видна перед восходом, то находится на небе западнее Солнца: восходит раньше него. Если её наблюдают после заката, она находится восточнее Солнца и заходит позже. Отсюда появились названия «утренняя звезда» и «вечерняя звезда», хотя Венера — планета, отражающая солнечный свет.
Поверхность Венеры получает меньше солнечной энергии, чем поверхность Меркурия, но остаётся исключительно горячей. Причина — плотная атмосфера, в которой преобладает углекислый газ: солнечное излучение нагревает поверхность, а атмосфера поглощает и удерживает часть уходящего тепла. Облачный слой отражает значительную долю солнечного света, однако это не отменяет сильного удержания теплового излучения. В результате средняя температура поверхности близка к 460 °C и мало меняется от дня к ночи.
Венера обращается вокруг Солнца, поэтому с Земли мы видим разные части её освещённого полушария. Когда планета находится между Землёй и Солнцем, освещённая сторона обращена от нас и виден тонкий серп; при положении по другую сторону от Солнца освещена большая часть диска. Наблюдения телескопа показали полный набор фаз, который объясняется обращением Венеры вокруг Солнца. Это стало одним из наблюдательных подтверждений гелиоцентрической системы, в которой Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца.
Вращение Венеры отличается от вращения большинства планет: она медленно вращается в обратном направлении. Один оборот относительно далёких звёзд занимает около 243 земных суток, а обращение вокруг Солнца — около 225 суток. Поэтому звёздные сутки длиннее года. Солнечные сутки — время между двумя последовательными полуднями — короче, около 117 земных суток: на них влияет не только вращение планеты, но и её движение по орбите.
| Характеристика | Значение или описание |
|---|---|
| Положение в Солнечной системе | Вторая планета от Солнца; орбита находится внутри земной |
| Тип планеты | Планета земной группы, каменистая |
| Среднее расстояние от Солнца | Около 108 млн км |
| Период обращения вокруг Солнца | Около 225 земных суток |
| Период вращения вокруг оси | Около 243 земных суток; вращение обратное |
| Состав атмосферы | Преимущественно углекислый газ; имеются облака |
| Температура поверхности | Около 460 °C |
| Спутники и кольца | Нет спутников и колец |
Таблица помогает сопоставить орбитальные характеристики Венеры с особенностями её вращения и атмосферы. Значения периодов округлены, поэтому их следует понимать как приблизительные. Не смешивайте период обращения вокруг Солнца с периодом вращения вокруг оси: это разные движения.
Условие. Венера и Земля движутся вокруг Солнца, причём орбита Венеры проходит внутри земной. Нужно объяснить, почему планету не наблюдают в середине ночи. Проследим не за яркостью Венеры, а за тем, где она может находиться относительно Солнца на земном небе.
Ответ. Венеру нельзя наблюдать в середине ночи, потому что её угловое удаление от Солнца ограничено: она не оказывается высоко в противоположной части ночного неба. На практике её ищут около горизонта перед восходом или после заката.
Условие. На схеме показаны Солнце, Земля и Венера; требуется определить, будет ли планета видна перед восходом или после захода Солнца. Схема может быть изображена с любой стороны, поэтому сначала нужно выяснить, как расположены тела относительно друг друга. Затем результат переводят в наблюдение с Земли.
Ответ. Западнее Солнца — утренняя видимость; восточнее — вечерняя. Без конкретной схемы выбрать один из вариантов нельзя, но правило позволяет определить его по любому взаимному расположению тел.
Условие. Синодический период Венеры S ≈ 584 суток, земной год Pз ≈ 365 суток. Для внутренней планеты используем соотношение 1/S = 1/Pв − 1/Pз, где Pв — период обращения Венеры вокруг Солнца. Поскольку Венера движется по орбите быстрее Земли, её период должен быть меньше земного.
Ответ. Сидерический период Венеры, то есть время её полного оборота вокруг Солнца относительно далёких звёзд, составляет примерно 225 суток. Проверка здравого смысла: результат меньше земного года, как и должен быть для планеты, расположенной ближе к Солнцу.
Называть Венеру звездой из-за выражений «утренняя звезда» и «вечерняя звезда». Такое название связано с её яркостью и временем наблюдения, а не с природой объекта. Венера — планета, которая светится отражённым солнечным светом. Проверьте себя: звезда излучает собственный свет, а планета видна благодаря отражению света звезды.
Путать синодический период с периодом обращения вокруг Солнца. Первый отсчитывают до повторения взаимного положения Венеры, Земли и Солнца, а второй — до полного оборота Венеры вокруг Солнца. Их величины различаются из-за движения Земли. Проверка: если в условии говорится о повторении видимого расположения или наблюдений с Земли, речь обычно о синодическом периоде.
Объяснять жару на Венере только её близостью к Солнцу. Это кажется правдоподобным, поскольку ближе к Солнцу приходит больше энергии, но такой довод не объясняет, почему поверхность Венеры горячее поверхности Меркурия. Главную роль играет удержание тепла плотной углекислой атмосферой. Проверьте объяснение сравнением: учитывайте не только расстояние, но и атмосферу планеты.
Считать, что Венера бывает видна только после захода Солнца. На разных участках орбиты она оказывается то восточнее, то западнее Солнца на земном небе. Поэтому периоды вечерней видимости сменяются утренними. Проверка проста: уточните, с какой стороны от Солнца расположена Венера для земного наблюдателя и когда она взойдёт или зайдёт.
Для понимания темы нужно знать строение Солнечной системы, движение планет по орбитам и отличие планет от звёзд. Эти знания помогают объяснить, почему Венера видна рядом с Солнцем и как повторяются её положения относительно Земли. Позднее они пригодятся при изучении конфигураций планет и видимого движения небесных тел. Фазы Венеры связаны с историей астрономии и доказательствами гелиоцентрической системы, а исследование атмосферы и поверхности — с работой автоматических межпланетных станций.
Почему Венеру называют утренней и вечерней звездой?
Венера ярко отражает солнечный свет и часто заметна невооружённым глазом. Она бывает видна перед восходом Солнца на утреннем небе или после его захода на вечернем. Это планета, а не звезда.
Почему Венеру нельзя увидеть в середине ночи?
Орбита Венеры находится внутри земной орбиты, поэтому с Земли она всегда кажется расположенной недалеко от Солнца. Когда Солнце находится глубоко под горизонтом, Венера тоже обычно скрыта под горизонтом или находится близко к нему.
Как наблюдения фаз Венеры подтвердили движение планет вокруг Солнца?
Телескопические наблюдения показали, что Венера проходит через разные фазы, включая серп и почти полный диск. Такое изменение освещённой части объясняется тем, что Венера обращается вокруг Солнца, а наблюдатель с Земли видит её с разных сторон. Это стало важным подтверждением гелиоцентрической системы.
Почему на Венере жарче, чем на Меркурии, хотя Меркурий ближе к Солнцу?
Меркурий получает больше солнечного тепла, но у него почти нет атмосферы, которая удерживала бы его. На Венере плотная атмосфера из углекислого газа задерживает тепловое излучение поверхности. Поэтому там установилась чрезвычайно высокая температура.
Почему сутки на Венере длиннее её года?
Венера вращается вокруг оси очень медленно: один оборот относительно далёких звёзд занимает около 243 земных суток, а год — около 225. Поэтому её звёздные сутки действительно длиннее года. Однако солнечные сутки — промежуток между соседними полуднями — длятся примерно 117 земных суток, то есть меньше года.
Венера
