1.2. Солнечная система
За исключением большинства комет, все тела Солнечной системы заключены в области пространства, диаметр которой составляет примерно одну тридцатитысячную расстояния до ближайшей звезды. По этой причине возмущающим влиянием других звезд можно пренебречь и Солнечную систему при рассмотрении внутренних движений можно считать фактически изолированной.
Солнце, планеты, спутники, астероиды, метеоры и межпланетная среда образуют замкнутую систему, элементы которой взаимодействуют друг с другом. При рассмотрении движений внутри Солнечной системы движением самой системы относительно центра Галактики пренебрегают.
В приложениях I—IV собраны основные сведения о размерах, массах, расстояниях и других характеристиках тел Солнечной системы. Для получения дополнительной информации следует обратиться к работам, указанным в конце главы. Ниже мы дадим краткое описание системы, которое в последующих главах по мере надобности будет дополняться.
Солнце, представляющее собой типичную звезду, по размерам и по массе превосходит все остальные тела Солнечной системы. Диаметр самой большой планеты, Юпитера, составляет примерно одну десятую часть диаметра Солнца, а его масса — примерно одну тысячную массы Солнца. Вследствие такого превосходства массы Солнца планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон движутся (в первом и в более высоких приближениях) так, как если бы на них действовало только притяжение Солнца. Орбиты планет являются эллипсами разных размеров, в одном из фокусов которых расположено Солнце. В большинстве случаев эти эллипсы имеют эксцентриситет меньше 0,1; исключениями являются Меркурий и Плутон, движущиеся по орбитам с эксцентриситетами соответственно 0,206 и 0,250.
Плоскости орбит планет проходят через центр Солнца и обычно наклонены к плоскости орбиты Земли под углом не больше нескольких градусов. Меркурий и Плутон и в этом случае представляют исключение; в то время как для других планет наклонение
Рис. 1.1.
меньше четырех градусов, для Меркурия и Плутона оно составляет соответственно 7° и 17° 9. На рис. 1.1 изображена схема Солнечной системы, в которой сохранены соотношения размеров орбит планет и предполагается, что все планеты вращаются в плоскости орбиты Земли.
На схеме показан также пояс астероидов. Это область между орбитами Юпитера и Марса, где заключены орбиты тысяч малых планет, самая большая из которых (Церера) имеет диаметр 770 км.
Следует также заметить, что минимальное расстояние Плутона от Солнца меньше, чем среднее расстояние Нептуна от Солнца. Если бы плоскости орбит этих планет не имели взаимного наклонения, то опасность их столкновения намного возросла бы.
Как мы видим, орбиты планет являются почти круговыми и компланарными, причем начиная с 1978 г. и до конца столетия
Нептун будет самой удаленной от Солнца планетой, а Плутон будет находиться на орбите около точки, ближайшей к Солнцу.
Все планеты, кроме Меркурия, Венеры и Плутона, имеют по крайней мере по одному спутнику. Сатурн помимо десяти «луп» имеет кольцо, состоящее из миллионов мельчайших спутников неопределенной природы, движущихся вокруг планеты по компланарным почти круговым орбитам. У Земли есть один большой спутник (Луна), масса которого составляет почти одну девяностую массы Земли. У Марса два маленьких спутника диаметром меньше 16 км. Юпитер (как и подобает такой большой планете) имеет четырнадцать спутников. Четыре самых больших (галилеевых) спутника по размерам примерно соответствуют нашей Лупе. Остальные десять намного меньше (диаметр наибольшего из них около 160 км). Среди десяти спутников Сатурна выделяется Титан, близкий по размерам к .Меркурию; остальные спутники Сатурна во много раз меньше. Вокруг Урана обращаются пять спутников, имеющих почти круговые компланарные орбиты. Совсем недавно было обнаружено, что у него есть, кроме того, кольцо, похожее на кольцо Сатурна. У Нептуна два спутника, один из которых по массе сравним с Титаном. Другой спутник (Нереида), имеющий сильно эксцентричную орбиту, был открыт только в 1948 г.
Большинство спутников обращается вокруг своих планет по эллиптическим орбитам с малыми эксцентриситетами, причем спутники одной и той же планеты имеют почти компланарные орбиты. В то же время средние плоскости спутниковых систем разных планет могут значительно различаться между собой. Направления движения спутников по орбитам (кроме небольшого числа случаев) совпадают с направлением обращения планет вокруг Солнца. Поведение спутников, которые не подчиняются этому правилу, некоторые астрономы связывают с особенностями процессов их образования.
Как правило, все планеты и спутники вращаются вокруг своих осей, причем направление вращения в большинстве случаев совпадает с направлением обращения планет вокруг Солнца пли спутника вокруг своей планеты. Спутники с обратным вращением снова являются исключением из правила. Периоды вращения некоторых спутников вокруг своих осей равны периодам их обращения вокруг планет. Таким образом, они постоянно обращены одной стороной к телу, спутниками которого являются.
Условия на поверхности разных тел Солнечной системы весьма различны. Они зависят от характера эволюции тела, его массы, радиуса, расстояния от Солнца и периода вращения вокруг оси.
