Малые тела Солнечной Системы. Происхождение Солнечной системы

Определения и обозначения

Астероид — небольшое небесное тело, обращающееся вокруг Солнца. В отличие от планеты, он намного меньше и не очистил свою орбиту от других тел; большинство астероидов находится между орбитами Марса и Юпитера. Это различие помогает не путать планету с одним из многочисленных небольших тел.

Комета — малое тело, состоящее преимущественно из льда, пыли и каменистых частиц. При сближении с Солнцем лёд нагревается, выделяются газ и пыль, вокруг ядра возникает кома — газопылевая оболочка, а снаружи формируется хвост. По коме и хвосту можно распознать активную комету.

Метеороид — небольшое твёрдое тело в межпланетном пространстве. Если оно входит в атмосферу и становится видимым как светящийся след, это явление называют метеором; долетевший до поверхности фрагмент называется метеоритом. Различие названий зависит от того, где находится тело и что именно наблюдают.

Гипотеза образования Солнечной системы — научное предположение, что Солнце и планеты сформировались из общего газопылевого облака. Сначала облако сжималось и вращалось, затем вещество собиралось в центральное светило и тела вокруг него. Эта модель нужна, чтобы связать наблюдаемое устройство Солнечной системы с законами тяготения и движения.

Как это устроено

Большинство известных астероидов образует пояс между Марсом и Юпитером. Частицы в этой области притягивались друг к другу, но сильное влияние Юпитера мешало им спокойно собраться в одну крупную планету. Поэтому здесь осталось множество отдельных тел. Как и планеты, астероиды движутся вокруг Солнца по орбитам, а их движение зависит от солнечного притяжения.

Ядро кометы содержит лёд, пыль и каменистое вещество. Когда комета приближается к Солнцу, его излучение нагревает поверхность ядра; часть льда превращается в газ и уносит с собой пылинки. Вокруг ядра возникает кома, а давление солнечного излучения и поток частиц от Солнца вытягивают вещество в хвост. Поэтому хвост обычно направлен от Солнца, а не просто позади кометы по направлению её движения.

Названия метеороида, метеора и метеорита описывают разные этапы. В космосе небольшое твёрдое тело называют метеороидом. При входе в атмосферу оно быстро движется и нагревает окружающий газ, из-за чего возникает световой след — метеор. Если часть тела не разрушилась и достигла поверхности планеты, этот фрагмент называют метеоритом.

Согласно гипотезе, Солнечная система началась с вращающегося газопылевого облака. Под действием гравитации облако сжималось, и большая часть вещества собралась в центре, где сформировалось Солнце. Оставшееся вещество вращалось вокруг него и постепенно объединялось в более крупные тела: столкновения частиц помогали им расти, а гравитация притягивала новое вещество. Так сформировались планеты и множество меньших тел.

Малые тела важны для изучения ранней истории, потому что многие из них не превратились в планеты и сохранили древнее вещество. Их состав позволяет судить о материалах, из которых складывались планеты, а строение — о столкновениях и других процессах ранней эпохи. Метеориты дают возможность исследовать фрагменты тел в лаборатории. Сопоставляя такие данные, учёные проверяют модель образования Солнечной системы.

Малые тела Солнечной системы и явления, связанные с ними

Сравнивайте сначала состав и область движения, а затем изменения при сближении с Солнцем: так проще различить астероид и комету. Последняя строка описывает не новое название самого тела, а наблюдаемое явление и возможный результат его прохождения через атмосферу.

Разбор задач

Задача 1

Небольшое каменистое тело движется вокруг Солнца преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Определите, к какому типу малых тел оно относится. Здесь нужно использовать два признака: состав и расположение, а не только небольшой размер.

1. Тело движется вокруг Солнца, значит, речь идёт о небесном теле Солнечной системы.
2. Оно каменистое, а его орбита находится в области, где сосредоточено большинство известных астероидов.
3. Сопоставляем признаки с определением астероида: это небольшое тело, обращающееся вокруг Солнца.

Ответ: это астероид. Положение между орбитами Марса и Юпитера подтверждает вывод.

Задача 2

Ледяное тело приближается к Солнцу, вокруг его ядра появляется газопылевая оболочка, а хвост направлен в сторону от Солнца. Объясните наблюдаемые изменения. Чтобы ответить, проследим, что солнечное тепло делает с веществом ядра и что затем происходит с выделившимися частицами.

1. Тело содержит лёд, поэтому при нагревании его поверхность становится активной.
2. Лёд переходит в газ, который уносит пыль; вокруг ядра образуется кома.
3. Солнечное излучение и поток частиц от Солнца отбрасывают газ и пыль, формируя хвост, направленный преимущественно от Солнца.

Ответ: это комета; её кома и хвост возникают из выделившегося при нагревании вещества. Направление хвоста определяется воздействием Солнца, а не только движением кометы по орбите.

Задача 3

Твёрдая частица из космоса вошла в атмосферу Земли, оставила светящийся след, а её фрагмент упал на поверхность. Назовите объект на каждом этапе и объясните, как подобные тела связаны с происхождением Солнечной системы. Здесь важно разделить само тело и явление, которое видно наблюдателю.

1. До входа в атмосферу твёрдая частица — метеороид.
2. Светящийся след при её движении в атмосфере — метеор; это явление, а не отдельное твёрдое тело.
3. Фрагмент, достигший земной поверхности, — метеорит.
4. Такие тела сохранили вещество ранней Солнечной системы. По модели её образования газопылевое облако сжималось под действием гравитации, в центре сформировалось Солнце, а частицы вокруг него сталкивались и объединялись в планеты и малые тела.

Ответ: метеороид — в космосе, метеор — световое явление в атмосфере, метеорит — упавший фрагмент. Исследование метеоритов помогает проверять гипотезу о формировании Солнечной системы из общего газопылевого облака.

Типичные ошибки

Называть метеоритом любое тело в космосе — ошибка: метеоритом становится только фрагмент, достигший поверхности небесного тела. Такую путаницу допускают, смешивая объект до входа в атмосферу с его возможным остатком после падения. Проверьте себя: если тело ещё в космосе, это метеороид, а не метеорит.

Считать метеор отдельным твёрдым небесным телом тоже неверно. Метеор — световое явление, возникающее, когда тело движется в атмосфере; название объекта в космосе — метеороид. Чтобы проверить ответ, спросите себя, называете ли вы вещество или наблюдаемый светящийся след.

Хвост кометы не следует путать с направлением её движения. Хвост формируется под действием солнечного излучения и потока частиц и направлен преимущественно от Солнца, поэтому может не располагаться строго позади кометы. Самопроверка проста: сначала отметьте, где находится Солнце, и лишь затем указывайте направление хвоста.

Гипотезу образования Солнечной системы нельзя представлять как непосредственно наблюдавшееся событие. Это научная модель, которую сопоставляют с наблюдениями и физическими законами; её выводы не являются записью очевидца. Проверяя себя, используйте слова «согласно гипотезе» и не выдавайте предложенную последовательность за прямое наблюдение.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны представления о Солнечной системе, орбите и движении небесных тел вокруг Солнца. Полезно помнить и о силе тяготения: именно она связывает движение объектов с их взаимным притяжением. Поэтому тему малых тел можно объяснить не только по их виду, но и по характеру движения.

Тема связана с законами движения планет и тяготением. Эти знания помогают объяснять, почему астероиды и кометы движутся по орбитам, и позволяют рассуждать о том, как из вращающегося вещества могла сформироваться планетная система. Те же идеи применяют при изучении других планетных систем.

Что запомнить

• Астероиды и кометы обращаются вокруг Солнца.
• Большинство известных астероидов сосредоточено в поясе между Марсом и Юпитером.
• Кометные хвосты становятся заметны при сближении кометы с Солнцем.
• Метеороид находится в космосе, метеор — световое явление в атмосфере, метеорит достигает поверхности.
• Малые тела — остатки вещества, сохранившиеся со времени формирования Солнечной системы.
• Согласно гипотезе, Солнце и планеты образовались из общего газопылевого облака.