Reshebnik la astronomie clasa a 11-a pentru lecția numărul 6 (caiet de lucru) - Sistemul heliocentric al lui Copernic

1. Descrieți pe scurt sistemele lumii:

a) după Ptolemeu: sistem geocentric, toate corpurile cerești se mișcă în jurul Pământului nemișcat, care este centrul.

b) după Copernic: Pământul este a treia planetă de la Soare și transformă Soarele într-un an sideral; planetele se mișcă în spațiu în jurul soarelui - centru.

2. Completați propozițiile.

O planetă este un corp ceresc care se mișcă în jurul unei stele în câmpul său gravitațional, având o formă apropiată de sferică, strălucind cu lumina reflectată de stea.

Pe lângă mișcarea zilnică generală a planetei pe fundalul stelelor, sunt descrise căi complexe asemănătoare buclei. Când se deplasează încet de la vest la est, mișcarea planetei se numește directă, iar când se deplasează de la est la vest, se numește inversă sau înapoi.

Configurațiile planetelor sunt pozițiile reciproce caracteristice ale planetelor, Pământului și Soarelui.

3. Lista:

a) planetele inferioare: Venus și Mercur;
b) planete superioare: Marte, Jupiter, Uranus, Neptun, Saturn.

4. Folosind figura 6.1, indicați configurațiile principale ale planetelor atunci când acestea sunt situate în punctele 1-8.

1. Compus
2. conexiune de sus
3. cea mai mare distanță (alungire estică)
4. conexiune de jos
5. cea mai mare distanta (alungirea vestica)
6. confruntare
7. cuadratura estică
8. cuadratura vestică

5. Folosind figura 6.1, răspundeți la întrebări.

În ce configurație planeta inferioară se apropie de Pământ la distanța minimă?

la conexiunea de jos.

În ce configurație planeta superioară se apropie de Pământ la distanța minimă?

În opoziție.

6. Completați tabelul cu condițiile de vizibilitate planetară de pe Pământ (condiții de vizibilitate favorabile, nefavorabile).

7. Ce planete pot trece prin discul Soarelui?

Venus, Mercur.

8. Dați definiții conceptelor.

Perioada sinodică a revoluției este intervalul de timp dintre două configurații succesive cu același nume ale planetei.

Perioada de revoluție siderale (sau stelară) - perioada de timp în care planeta face o revoluție completă în jurul Soarelui pe orbită în raport cu stele.

9. Notați formulele pentru relația dintre perioadele de circulație sinodic și sideral:

a) pentru planetele inferioare: 1/S = 1/T = 1/T Z
b) pentru planetele superioare: 1/S = 1/T З - 1/T

10. Rezolvați probleme.

Opțiunea 1.

1. Care este perioada sinodică a lui Marte dacă perioada sa sideală este T-1,88 an Pământesc?

2. Conjuncțiile inferioare ale lui Mercur se repetă după 116 zile. Determinați perioada siderale a lui Mercur.

Opțiunea 2.

1. Determinați perioada siderale a lui Venus dacă conjuncțiile sale inferioare se repetă după 584 de zile.

2. După ce perioadă de timp se repetă opozițiile lui Jupiter dacă perioada sa sideală este T = 11,86 ani?

Configurațiile planetelor sunt numite unele aranjamente reciproce caracteristice ale planetelor Pământului și Soarelui.

În primul rând, observăm că condițiile de vizibilitate a planetelor de pe Pământ diferă puternic pentru planetele interioare (Venus și Mercur), ale căror orbite se află în interiorul orbitei Pământului, și pentru planetele exterioare (toate restul).

Planeta interioară poate fi între Pământ și Soare sau în spatele Soarelui. În astfel de poziții, planeta este invizibilă, deoarece se pierde în razele Soarelui. Aceste poziții se numesc conjuncții ale planetei cu Soarele. În conjuncția inferioară, planeta este cea mai apropiată de Pământ, iar în conjuncția superioară este cea mai îndepărtată de noi (Fig. 26).

Orez. 26. Configurații ale planetelor.

Este ușor de observat că unghiul dintre direcțiile de la Pământ la Soare și la planeta interioară nu depășește niciodată o anumită valoare, rămânând ascuțit. Acest unghi limitator se numeste cea mai îndepărtată planetă de Soare. Cea mai mare îndepărtare a lui Mercur ajunge la 28 °, Venus - până la 48 °. Prin urmare, planetele interioare sunt întotdeauna vizibile în apropierea Soarelui, fie dimineața în partea de est a cerului, fie seara în partea de vest a cerului.Din cauza apropierii lui Mercur de Soare, este rareori posibil să-l vadă pe Mercur cu ochiul liber (Fig. 26 și 27).

Venus se îndepărtează de Soare pe cer într-un unghi mai mare și este mai strălucitoare decât toate stelele și planetele. După apusul soarelui, rămâne mai mult pe cer în razele zorilor și chiar și pe fundalul său este clar vizibil.Este bine vizibil și în razele zorilor dimineții. Este ușor de înțeles că nici Mercur, nici Venus nu pot fi văzute în partea de sud a cerului și în miezul nopții.

Orez. 27. Localizarea orbitelor lui Mercur și Venus în raport cu orizontul pentru observator când Soarele apune (fazele și diametrele aparente ale planetelor sunt indicate în poziții diferite față de Soare în aceeași poziție a observatorului).

Dacă, trecând între Pământ și Soare, Mercur sau Venus sunt proiectate pe discul solar, atunci ele sunt vizibile pe acesta ca mici cercuri negre. Astfel de treceri pe discul Soarelui în timpul conjuncției inferioare a lui Mercur și în special a lui Venus sunt relativ rare, nu mai des decât după 7-8 ani.

Emisfera planetei interioare iluminată de Soare în diferitele sale poziții față de Pământ ne este vizibilă în moduri diferite. Prin urmare, pentru observatorii terestri, planetele interioare își schimbă fazele, ca și Luna. În conjuncție inferioară cu Soarele, planetele sunt întoarse spre noi cu partea lor neluminată și sunt invizibile, puțin departe de această poziție, arată ca o seceră. Odată cu creșterea distanței unghiulare a planetei față de Soare, diametrul unghiular al planetei scade, iar lățimea semilunii devine mai mare. Când unghiul planetei dintre direcțiile către Soare și către Pământ este de 90 °, vedem exact jumătate din emisfera iluminată a planetei. O astfel de planetă este complet întoarsă către noi de emisfera Sa de zi în epoca conjuncției superioare. Dar apoi este pierdut în soare și invizibil.

Planetele exterioare pot fi în relație cu Pământul în spatele Soarelui (în legătură cu acesta), precum Mercur și Venus, și apoi se pierd și în razele soarelui.Dar pot fi și pe continuarea liniei drepte Soare - Pământ, astfel încât Pământul să fie între planetă și soare. Această configurație se numește opoziție. Este cel mai convenabil pentru observarea planetei, deoarece în acest moment planeta, în primul rând, este cea mai apropiată de Pământ, în al doilea rând, este îndreptată către ea cu emisfera sa iluminată și, în al treilea rând, se află pe cer în locul opus Soarelui. , planeta se află în punctul culminant superior este în jurul miezului nopții și, prin urmare, este vizibilă mult timp atât înainte, cât și după miezul nopții.

Momente ale configurațiilor planetare, condițiile vizibilității lor în anul acesta sunt date în Calendarul Astronomic Şcolar.

Configurațiile planetelor sunt pozițiile reciproce caracteristice planetelor Pământului și Soarelui.

Toate planetele în raport cu Pământul sunt împărțite în intern(ale căror orbite sunt situate în interiorul orbitei pământului) și extern. La planete interioare includ Venus și Mercur, extern- alte. Planetele interioare sunt caracterizate printr-o configurație de conjuncție.

O conjuncție este o astfel de poziție a planetelor atunci când planeta interioară se află fie între Pământ
și Soarele, sau în spatele Soarelui. În astfel de cazuri, este invizibil. Poziția planetei între Pământ și Soare se numește conjuncție inferioară; în ea planeta este cea mai apropiată de Pământ. Prezența unei planete în spatele Soarelui se numește conjuncție superioară și planeta
cel mai îndepărtat de pământ.

Planetele interioare nu se îndepărtează de Soare la unghiuri mari (unghiul maxim pentru Mercur este de 28°, pentru Venus - 48°). Cele mai mari abateri ale planetelor de la Soare la vest se numesc cea mai mare alungire vestică, spre est - cea mai mare alungire estică.

Pentru planetele exterioare este, de asemenea, posibil configurarea conexiunii(poziție „în spatele soarelui”). În același timp, ele sunt invizibile pentru un observator de pe Pământ, deoarece se pierd în razele Soarelui. Poziția planetelor exterioare pe linia Pământ-Soare se numește opoziție. Aceasta este configurația cea mai convenabilă pentru observarea planetei.

Perioadele planetelor

Perioada sinodica a planetei numit interval de timp dintre repetări ale configurațiilor sale identice.

Viteza planetelor este mai mare, cu cât sunt mai aproape de Soare. Prin urmare, după confruntare, Pământul va depăși acele planete care sunt mai departe de Soare. În timp, opoziția va apărea din nou pe măsură ce Pământul va depăși planeta printr-un cerc complet.

Putem spune că perioada sinodică a planetei exterioare este perioada de timp după care Pământul depășește planeta cu 360 ° în mișcarea lor în jurul Soarelui.

Perioada sideral este timpul după care, pentru un observator situat pe Soare, planeta revine pe aceeași stea.

Între sinodic ( S, în zile) și siderale ( T, în zile) de luni de zile există un raport. Pentru planetele dintre Soare și Pământ:

legile lui Kepler

Johannes Kepler (1571-1630) și-a descoperit legile studiind revoluția periodică a lui Marte în jurul Soarelui.

Prima lege a lui Kepler: Fiecare planetă se învârte într-o elipsă cu Soarele la unul dintre focarele sale. Punctul cel mai apropiat al orbitei de Soare se numește periheliu, iar punctul cel mai îndepărtat de acesta se numește afeliu. Gradul de alungire al unei elipse este caracterizat de excentricitatea acesteia.

A doua lege a lui Kepler (legea ariilor): vectorul rază al unei planete descrie zone egale în perioade egale de timp. Dacă luăm în considerare mișcarea planetei, atunci arcurile descrise de planetă pentru aceleași intervale de timp în diferite locuri ale orbitei sunt diferite, deși limitează zone egale. În consecință, viteza liniară a planetei nu este aceeași în diferite puncte ale orbitei sale. Viteza planetei atunci când o deplasează pe orbită este cu atât mai mare, cu atât este mai aproape de Soare. La periheliu, viteza planetei este cea mai mare.

Astfel, a doua lege a lui Kepler determină cantitativ schimbarea vitezei unei planete care se deplasează de-a lungul unei elipse.

A treia lege a lui Kepler: pătratele perioadelor siderale ale planetelor sunt legate ca cuburi ale semi-axelor majore ale orbitelor lor. Dacă semiaxa majoră a orbitei și perioada siderale de revoluție a unei planete sunt notate respectiv cu a 1, T1, și o altă planetă - prin a 2, T2, atunci formula celei de-a treia legi va fi următoarea:

A treia lege a lui Kepler leagă lungimile semi-axelor majore ale orbitelor planetare cu lungimea semi-axei ​​majore a orbitei pământului. În astronomie, această lungime este luată ca unitate de bază pentru măsurarea distanțelor - unitatea astronomică (AU).

LECȚIA 7. CONFIGURAȚII PLANETE,

DISTANȚELE PENTRU CORPURI ȘI DIMENSIUNILE LOR.

1. Configurații de bază ale planetelor inferioare și superioare.

2. Perioadele siderale și sinodice ale planetelor.

3. Determinarea dimensiunii Pământului

4. Determinarea distanțelor față de corpuri.

5. Determinarea dimensiunii corpurilor.

1. Configurații de bază ale planetelor interioare și exterioare.

Mișcarea complexă aparentă a planetelor din sfera cerească se datorează revoluției planetelor. sistem solarîn jurul soarelui. Cuvântul „planetă” în traducere din greaca veche înseamnă „rătăcire” sau „vagabond”. Traiectoria unui corp ceresc se numește ei orbită.

În raport cu orbita Pământului, planetele sunt împărțite în intern (inferior) - Mercur, Venus, orbitele lor sunt situate în interiorul orbitei pământului și extern (sus) - Marte, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun orbitele lor sunt situate în afara orbitei Pământului. Planetele exterioare sunt întotdeauna îndreptate către Pământ de partea iluminată de Soare. Planetele interioare își schimbă fazele precum luna. Planurile orbitelor tuturor planetelor sistemului solar se află în apropierea planului eclipticii, deviând de la acesta cu mai puțin de 7°. Vitezele planetelor pe orbitele lor sunt diferite și scad odată cu distanța planetelor de la Soare. Pământul se mișcă mai lent decât Mercur și Venus, dar mai repede decât toate celelalte planete. Datorită diferenței dintre vitezele planetelor în anumite momente în timp, există diferite poziții relative ale Soarelui și ale planetelor.

Se numesc aranjamente speciale, corecte din punct de vedere geometric, reciproc ale Soarelui, Pământului și planetelor configuratii. Aceleași configurații ale planetelor apar în puncte diferite ale orbitelor lor, opuse unor constelații diferite, în momente diferite ale anului. Configurațiile care sunt create de planetele inferioare și superioare sunt diferite.

În planetele inferioare ea conexiuniV1 șiV3 (sus și jos) și elongaţieV2 șiV4 (Est si Vest). Pe planetele superioare este - pătrateM2 și M4(Est si Vest), compusM1 și confruntareM3 .

Ce se află în spatele acestor nume teribile. Conjuncții - aceasta este locația Soarelui, a Pământului și a planetei pe o singură linie dreaptă, în timp ce planeta este fie între Soare și Pământ (conjuncție inferioară), fie se ascunde de Pământ în spatele Soarelui (conjuncție superioară). Singura configurație în care poate fi oricare, atât planeta inferioară, cât și cea superioară, este conjuncția superioară, în timp ce planeta nu poate fi observată în mod natural. Conjuncția inferioară este inerentă doar planetelor inferioare, în timp ce, deși destul de rar, putem observa trecerea lui Mercur și Venus (sub formă de cerc negru) pe fundalul discului Soarelui.

Mișcarea aparentă a planetelor inferioare seamănă cu mișcarea oscilativă în jurul Soarelui. Distanța unghiulară maximă a planetelor inferioare față de Soare se numește alungire.În cazul alungirii, Pământul, planeta și Soarele formează un triunghi dreptunghic, cu planeta în vârful unghiului drept. Cea mai mare alungire a lui Mercur este de 28˚, Venus este de 48˚. De pe Pământ în acest moment, nu este vizibilă întreaga emisferă a planetei iluminată de Soare, ci doar o parte din ea, numită fază. La alungirea estică, planeta este vizibilă în vest la scurt timp după apus, la alungirea vestică, în est cu puțin timp înainte de răsărit.

Momentul cel mai convenabil pentru observarea planetelor superioare este opoziția. Toate cele trei corpuri cerești, ca în conjuncție, sunt pe aceeași linie, dar Pământul în acest caz este situat între Soare și planetă, iar întreaga emisferă a planetei este iluminată de Soare. Planeta exterioară poate fi la orice distanță unghiulară față de Soare, de la 0˚ la 180˚. Când distanța unghiulară dintre Soare și planeta superioară este de 90˚, atunci se spune că planeta este în cuadratură (pătrat - sfert unghiular de cerc), respectiv, în est sau vest, ca în alungire. În acest caz, Pământul, Soarele și planeta formează și ele un triunghi dreptunghic, dar în vârful unghiului drept se află Pământul.

Sistemul Pământ - Lună - Soare este deosebit, are o legătură inferioară, ca planetele interioare, în timp ce apare o lună nouă (Luna dintre Soare și Pământ), și opoziție, ca și planetele exterioare, în timpul lunii pline.

2. Perioadele siderale și sinodice ale planetelor.

Intervalul de timp în care planeta face o revoluție completă în jurul Soarelui pe orbită se numește perioada siderală (sau stelară) a revoluției planetei (T), iar intervalul de timp dintre două configurații identice de planete se numește perioadă sinodică ( S). Planetele se mișcă în jurul Soarelui într-o direcție și fiecare dintre ele, după o perioadă de timp egală cu perioada sa siderale, face o revoluție completă în jurul Soarelui. Lasă planetele să fie într-o anumită configurație. Pentru o perioadă de timp egală cu perioada siderale a Pământului, orice planetă inferioară va face mai mult de o revoluție în jurul Soarelui și va depăși Pământul, iar orice planetă superioară va face mai puțin de o revoluție completă și va rămâne în urmă Pământului. În consecință, după un an Pământesc configurația planetelor nu se va mai repeta, adică perioada sinodică nu este egală cu cea sideral. Cu toate acestea, există o relație între perioade care este ușor de stabilit. Această dependență se numește ecuația mișcării sinodice.

Să facem o ecuație pentru planeta inferioară. În timpul unei zile Pământului, planeta se deplasează cu un unghi în care T este perioada siderală a planetei, iar Pământul cu un unghi , unde este perioada siderală a Pământului. Diferența dintre aceste unghiuri va da unghiul de avans α, , prin care planeta inferioară va depăși Pământul într-o zi. Când se acumulează un avans de 360º (α·S=360º) în S zile, configurația planetelor se va repeta. S – în acest caz – perioada sinodică. Ecuația finală pentru planeta inferioară arată astfel:

sau sau

Deoarece planetele superioare se mișcă mai încet decât Pământul, ecuația pentru ele devine: sau sau

O sarcină.Determinați perioada de revoluție a lui Marte în jurul Soarelui, știind că opoziția lui Marte are loc la fiecare 780 de zile?

3. Determinarea dimensiunii Pământului.

Ideea Pământului ca o minge care atârnă liber fără niciun sprijin în spațiu este cu siguranță una dintre cele mai mari realizări ale științei. lumea antica. Iar prima determinare exactă a dimensiunilor pământului a fost făcută de Eratostene din Egipt. Experimentul pe care l-a făcut este unul dintre cele mai frumoase zece experimente fizice inventate de omenire. El a decis să măsoare lungimea unui arc mic al meridianului pământului nu în grade, ci în unități de lungime, apoi să determine ce parte în grade din cerc complet este. Cunoscând partea, găsiți lungimea întregului cerc. Apoi, de-a lungul circumferinței, determinați valoarea razei, care este raza globului.

Evident, lungimea arcului de meridian în grade este egală cu diferența dintre latitudinile geografice a două puncte situate pe același meridian: Δφ=φв – φА. Pentru a determina această diferență, Eratosthenes a comparat înălțimea Soarelui la punctul culminant în aceeași zi în punctele A și B (Alexandria și Aswan). În Aswan în această zi, Soarele a luminat fundul celor mai adânci fântâni, adică era la zenit, iar în Alexandria se afla la 7,2˚ distanță de zenit.Din construcții geometrice simple a rezultat că diferența de latitudini de aceste orașe a fost Δφ = 7,2˚. În unitățile de măsură antice, distanța dintre Alexandria și Aswan era de 5000 de stadii grecești, moderne - 800 km. Notând lungimea meridianului Pământului prin L, avem următoarea proporție: de unde obținem lungimea meridianului egală cu 40.000 km. Cunoscând circumferința, putem găsi cu ușurință raza Pământului - 6366 km, care diferă de raza medie cu doar 5 km.

În ce măsură forma Pământului diferă de sferă, a devenit clar doar în sfârşitul XVIII-lea secolului ca urmare a muncii a două expediții în America de Sud în Peru și în Scandinavia lângă Cercul Arctic. Măsurătorile au arătat că lungimea de 1˚ a arcului de meridian în nord și sud este mai mare decât la ecuator. Aceasta însemna că Pământul a fost turtit la poli. Raza sa polară este cu 21 km mai scurtă decât cea ecuatorială. Aceasta înseamnă că secțiunea Pământului de-a lungul meridianului nu va fi un cerc, ci o elipsă, în care axa majoră trece în planul ecuatorului, iar cea mică coincide cu axa de rotație a Pământului. Și deja în secolul al XX-lea a devenit clar că și ecuatorul pământului nu poate fi considerat un cerc. Aplatizarea sa este de 100 de ori mai mică decât cea a meridianului, dar încă există. Cel mai exact, forma planetei noastre este transmisă de o figură numită elipsoid, în care orice secțiune a unui plan care trece prin centrul Pământului nu este un cerc.

4. Determinarea distanțelor față de corpuri.

Determinarea latitudinii geografice a două puncte este mult mai ușoară decât măsurarea distanței dintre ele, care poate fi împiedicată de obstacole naturale. Prin urmare, se utilizează o metodă bazată pe fenomenul deplasării paralaxei. Deplasarea paralactică este o schimbare a direcției către un obiect atunci când observatorul se mișcă.În primul rând, lungimea unui segment BC situat convenabil, numit bază, și două unghiuri B și C din triunghiul ABC sunt calculate cu precizie. Mai departe teorema sinusului valorile AC și AB sunt ușor de găsit. O metodă similară este folosită pentru a determina distanța până la corpurile cerești. Distanța de la Pământ la Soare a fost măsurată pentru prima dată abia în secolul al XVIII-lea, când a fost determinată paralaxa orizontală Soare. Paralaxa orizontală (R) numit unghiul la care luminatorul, situat la orizont, vede raza Pământului, perpendiculară pe linia de vedere.În esență, aceasta măsoară deplasarea paralactică a unui obiect în afara Pământului, iar baza este raza Pământului. Singura diferență este că triunghiul este construit dreptunghiular, ceea ce simplifică calculele.

Din triunghiul OAS, se poate exprima valoarea distanței SO=D: unde RÅ este raza Pământului. Desigur, nimeni nu observă raza luminii, iar paralaxa orizontală se determină prin măsurarea înălțimii luminii în momentul apogeului superior din două puncte de pe Pământ situate pe același meridian și având latitudini cunoscute, prin analogie cu metoda lui Eratostene. Evident, cu cât un obiect este mai departe, cu atât paralaxa lui este mai mică. Cea mai mare valoare are paralaxa lunii ( Rƒ =57΄02΄΄), paralaxa solară R=8,79′′. Această valoare a paralaxei corespunde unei distanțe la Soare egală cu km. Această distanță este luată ca o unitate astronomică (1 UA) și este folosită pentru a măsura distanțele dintre corpurile sistemului solar.

Pentru unghiuri mici sinp≈ p, în timp ce r exprimată în radiani. În cazul în care un R exprimată în secunde, formula va lua forma: Å, deoarece există 206265′′ într-un radian.

Metoda paralaxei orizontale a fost folosită pentru a determina distanța până la obiecte până în a doua jumătate a secolului al XX-lea, când au apărut noi metode de determinare a distanțelor în sistemul solar - locația radar și laser. Cu ajutorul acestor metode, distanțele până la multe corpuri au fost rafinate la un kilometru, iar distanța laser a Lunii face posibilă determinarea distanțelor cu o precizie de centimetri.

O sarcină. Cât de departe este Saturn de Pământ când este paralaxa lui 0,9’’ ?

5. Determinarea dimensiunii corpurilor.

2. Ce este o conexiune?

3. Este posibil să observați Venus dimineața în est și seara în vest?

4. Distanța unghiulară a planetei față de Soare este de 55 °. Ce planetă este, în sus sau în jos?

5. Care este configurația?

6. Ce planete pot trece pe fundalul discului Soarelui?

7. În ce configurații sunt vizibile clar planetele inferioare?

8. În ce configurații sunt vizibile clar planetele superioare?

9. Care este perioada siderale a planetei?

10. Ce este perioada sinodica?

11. Ce este paralaxa orizontală?

12. Ce se numește deplasare paralactică?

13. Când este planeta superioară în pătrat?

14. Ce este alungirea?

15. La ce conjuncție poate fi observată planeta interioară?

Configurații de planetă

Condițiile de vizibilitate a planetelor se schimbă în diferite moduri: dacă Mercur și Venus pot fi văzute doar dimineața sau seara, atunci restul - Marte, Jupiter și Saturn - sunt vizibile și noaptea. Uneori, una sau mai multe planete pot să nu fie vizibile deloc, deoarece sunt situate pe cer aproape de Soare. În acest caz, se spune că planeta este în conjuncție cu Soarele. Dacă planeta este situată pe cer în apropierea unui punct diametral opus Soarelui, atunci este în opoziție. În acest caz, planeta apare deasupra orizontului în momentul în care Soarele apune și apune în același timp cu răsăritul Soarelui. Prin urmare, toată noaptea planeta este deasupra orizontului. Conjuncția și opoziția, precum și alte poziții caracteristice ale planetei față de Soare, se numesc configurații. Planetele interioare (Mercur și Venus), care se află întotdeauna în interiorul orbitei pământului, și cele exterioare, care se mișcă în afara acesteia (toate celelalte planete), își schimbă configurația în moduri diferite. Numele diferitelor configurații ale planetelor interioare și exterioare, care caracterizează poziția planetei față de Soare pe cer, sunt date mai jos. configurații planetare.

Este clar că condițiile de vizibilitate a unei planete într-o configurație sau alta depind de locația acesteia în raport cu Soarele, care luminează planeta, și Pământul, de pe care îl observăm. Singura configurație în care poate fi orice planetă, fie internă sau externă, este conjuncția superioară. În acest caz, este pe linia care leagă centrele Soarelui, Pământul și planeta, în spatele Soarelui - „deasupra” acestuia. Prin urmare, Soarele, lângă care se află planeta pe cer, nu face posibil să-l vadă. Dacă planeta interioară este situată pe aceeași linie dintre Pământ și Soare, atunci are loc conjuncția sa inferioară cu Soarele. Planeta exterioară poate fi la orice distanță unghiulară de Soare (de la 0 la 180°). Când are 90°, se spune că planeta este pătrat. Pentru planetele interioare, distanța unghiulară maximă posibilă față de Soare (în alungire) este mică: pentru Venus - până la 48 °, iar pentru Mercur - doar 28 °. Configurațiile planetelor se repetă periodic.

Comunitatea planetelor gigantice gazoase

Oricare dintre planetele gigantice depășește în masă toate planetele terestre la un loc. Cea mai mare planetă din sistemul solar - Jupiter - are un diametru de 11 ori și o masă de peste 300 de ori mai mare decât Pământul.

Toate planetele gigantice au atmosfere extinse puternice, constând în principal din hidrogen molecular și care conțin și heliu (de la 6 până la 15% din volum), metan, amoniac, apă și alți compuși, inclusiv mai complecși. Contracția acestor planete, care este vizibilă chiar și la prima vedere, este cauzată de rotația lor rapidă în jurul axei lor. În mod caracteristic, regiunile ecuatoriale ale planetelor gigantice se rotesc mai repede decât regiunile mai apropiate de poli. Pe Jupiter, diferența dintre perioadele de rotație la diferite latitudini este de aproximativ 6 minute, iar pe Saturn depășește 20 de minute. Cea mai studiată dintre planetele gigantice este Jupiter, pe care, chiar și într-un mic telescop școlar, sunt vizibile numeroase dungi întunecate și luminoase, care se întind paralel cu ecuatorul planetei. Așa arată formațiunile de nori în atmosfera sa, la nivelul căreia presiunea este aproximativ aceeași ca la suprafața Pământului. Culoarea brun-roșcată a benzilor se datorează aparent faptului că, pe lângă cristalele de amoniac care formează baza norilor, acestea conțin diverse impurități de aerosoli, în special compuși de sulf și fosfor.

Planetele gigantice sunt departe de Soare, așa că este foarte frig acolo. Temperatura din atmosfera lui Jupiter la nivelul stratului de nor este de numai 134 K (aproximativ -140 ° C), Saturn - 97 K, iar pe Uranus și Neptun nu depășește 60 K. O astfel de temperatură a fost stabilită pe planetele nu numai datorită energiei care vine de la Soare, ci și datorită fluxului de energie din adâncurile lor. Pe Jupiter, Saturn și Neptun, este semnificativ mai mare decât fluxul de energie solară. Împreună cu datele despre compoziție chimică planete, această informație ne permite să calculăm condiţiile fiziceîn măruntaiele lor – construiește modele structura interna planete gigantice. Conform unui astfel de model pentru Jupiter, temperatura în centrul său este de aproximativ 30.000 K, presiunea ajunge la 8 * 10v12 Pa, iar pentru Neptun - 7000 K și 6 * 10v11 Pa. Calculele arată că, pe măsură ce se apropie de centrul planetei, din cauza creșterii presiunii, hidrogenul ar trebui să treacă de la o stare gazoasă la una gazoasă - acesta este numele stării materiei în care coexistă fazele sale gazoase și lichide. Când, la apropierea în continuare de centru, presiunea depășește de milioane de ori Presiunea atmosferică existent pe Pământ, hidrogenul capătă proprietăți caracteristice metalelor. Faza metalică a hidrogenului a fost obținută în condiții de laborator pe Pământ.

Date despre natura și compoziția chimică a sateliților planetelor gigantice obținute în anul trecut cu ajutorul navelor spațiale, au devenit o altă confirmare a validității ideilor moderne despre originea corpurilor sistemului solar. În condițiile în care hidrogenul și heliul de la periferia norului protoplanetar au devenit aproape complet parte a planetelor gigantice, sateliții lor s-au dovedit a fi similari cu Luna și cu planetele terestre. Toți acești sateliți constau din aceleași substanțe ca și planetele terestre - silicați, oxizi și sulfuri de metale etc., precum și gheață de apă (sau apă-amoniac). Conținutul relativ al rocilor pietroase și înghețate este diferit pentru sateliți individuali. Pe suprafața multor sateliți, pe lângă numeroase cratere de origine meteoritică, s-au găsit și falii tectonice și fisuri în scoarța sau învelișul lor de gheață. Descoperirea a aproximativ o duzină de vulcani activi pe cel mai apropiat satelit de Jupiter, Io, s-a dovedit a fi cea mai surprinzătoare. Înălțimea eliberării în timpul celei mai mari dintre aceste erupții a fost de aproximativ 300 km, iar sursa sa a fost o calderă vulcanică de 24x8 km. Durata majorității erupțiilor a depășit patru luni. Astfel, prima observație sigură a activității vulcanice în afara planetei noastre ne permite să considerăm Io obiectul cel mai activ din punct de vedere vulcanic dintre toate corpurile de tip planetar. Pe satelitul lui Uranus - Miranda - sunt vizibile structuri unice de suprafață. Apariția lor este aparent asociată cu procese puternice de impact care ar putea duce la distrugerea satelitului. Mulți sateliți ai planetelor gigantice sunt mici și de formă neregulată.

Sateliții recent descoperiți s-au format cel mai probabil în centura principală de asteroizi situată între orbitele lui Marte și Jupiter (și, prin urmare, reprezintă blocuri de piatră, nu gheață), apoi au fost împrăștiați sub influența gravitației lui Jupiter și, ca urmare a unor procese de neînțeles, mutate în cele din urmă spre Saturn.

Studiile efectuate cu ajutorul navelor spațiale au arătat că, pe lângă mulți sateliți, toate planetele gigantice au și inele.

De la descoperirea sa în secolul al XVII-lea Inelele lui Saturn au fost mult timp considerate unice în sistemul solar, deși unii oameni de știință au sugerat că Jupiter și alte planete gigantice au inele. Deja în secolul al XIX-lea. În lucrările lui James Maxwell și Aristarkh Apollonovich Belopolsky, s-a dovedit că inelele nu pot fi continue. „Disparițiile” inelelor lui Saturn, care au avut loc aproximativ 15 ani mai târziu, când Pământul se afla în planul acestor inele, ar putea fi explicate prin faptul că grosimea inelelor este mică. Treptat, a devenit evident că inelele lui Saturn sunt grupuri de corpuri mici, bucăți mari și mici, care se învârt în jurul planetelor pe orbite aproape circulare. Toate sunt atât de mici încât nu sunt vizibile individual. Datorită circulației lor în jurul planetei, inelele par a fi continue, deși prin inelele lui Saturn, de exemplu, strălucesc atât suprafața planetei, cât și stelele. Chiar și aceste inele cele mai vizibile, cu o lățime totală de aproximativ 60.000 km, nu au mai mult de 1 km grosime. Imaginile luate de la sonda Voyager arată structura lor complexă. Inelele tuturor celorlalte planete gigantice, inclusiv Jupiter, sunt semnificativ inferioare ca mărime și luminozitate față de inelele lui Saturn.