Анализ истории открытия и профессионального изучения состава Солнечной системы. Параметры и строение астероидов. Орбитальные характеристики, площадь поверхности, экваториальный радиус и период вращения Плутона. Современное положение и спутники планеты.
Муниципальный конкурс следовательских астрономических работ учащихся. МБОУ «Андреевская основная общеобразовательная школа», Пермский край, Оханский район, село Андреевка, ул.Дать определение терминам «планета» и «астероид». Гипотеза: В настоящее время Плутон относят к астероидам. Во второй половине XX века было открыто множество крупных и совсем мелких спутников Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона. На рубеже XX-XXI веков был открыт ряд малых тел Солнечной системы, в том числе карликовые планеты, плутино, а также спутники некоторых из них и спутники планет-гигантов. Термин астероид (от др.-греч. ??????????? - «подобный звезде», из ????? - «звезда» и ?????? - «вид, наружность, качество») был введен Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звезд - в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками.Таким образом, изучив сведения и данные собранные учеными мы мало что знаем про Плутон, что бы относить его к астероидам, карликам или к планетам. Уже XIX век, и техника не стоит на месте. Но если сравнить, сколько нам еще предстоит узнать, то мы только «пыль стерли с земли».Сравнимые размеры Плутона, Харона, Земли и Луны. Плутон и Харон. Плутон со своими спутниками. Астероид Эрос.
План
Содержание
Введение
Историческая справка. Солнечная система
Понятие слов планета и астероид
Краткое описание Плутон
Астрономические исследования
Плутон - планета или астероид
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Краткое описание работы: Я выбрала эту тему потому что мне нравиться изучать космос. В космосе много всего интересного и неизведанного.
Проблема: Каким космическим объектом является Плутон - планетой или астероидом?
Плутон - самый отдаленный объект в Солнечной Системе. Это создает трудности в его исследовании. Поэтому нам еще понадобятся многие годы для исследования Плутона
Цель: Выяснить, каким космическим объектом является Плутон.
Задачи: 1. Собрать информацию о Плутоне.
2. Дать определение терминам «планета» и «астероид».
3. Составить сравнительную характеристику.
Гипотеза: В настоящее время Плутон относят к астероидам.
Результаты: Методом исследования выяснить, каким космическим объектом является Плутон.
Историческая справка. Солнечная система
История профессионального изучения состава Солнечной системы началась в 1610 году, когда Галилео Галилей открыл в свой телескоп 4 крупнейших спутника Юпитера.
Это открытие явилось одним из доказательств правильности гелиоцентрической системы. В 1655 году Христиан Гюйгенс открыл Титан - самый крупный спутник Сатурна. До конца XVII века Кассини были открыты еще 4 спутника Сатурна.
XVIII век ознаменовался важным событием в астрономии - впервые с помощью телескопа была открыта ранее не известная планета Уран. Вскоре Дж. Гершелем, первооткрывателем новой планеты, были открыты 2 спутника Урана и 2 спутника Сатурна.
XIX век начался с нового астрономического открытия - был обнаружен первый звездоподобный объект - астероид Церера , в 2006 году переведенный в ранг карликовой планеты. А в 1846 году была открыта восьмая планета - Нептун. Нептун был открыт «на кончике пера», то есть сначала предсказан теоретически, а затем обнаружен в телескоп, причем независимо друг от друга в Англии и во Франции.
В 1930 году Клайд Томбо (США) открыл Плутон, названный девятой планетой Солнечной системы. Однако в 2006 году Плутон потерял статус планеты и «стал» планетой карликовой.
Во второй половине XX века было открыто множество крупных и совсем мелких спутников Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона. Самую значительную роль в этой серии научных открытий сыграли миссии «Вояджеров» - американских АМС.
На рубеже XX-XXI веков был открыт ряд малых тел Солнечной системы, в том числе карликовые планеты, плутино, а также спутники некоторых из них и спутники планет-гигантов. Таким образом, ученые во всем мире открывают все больше и больше интересного про солнечную систему. Не успели одни открыть одну планету, как другие уже открыли вторую.
Понятие слов планета и астероид
Обратимся к орфографическому словарю и найдем понятия планета и астероид.
Планета (от греч. aster planetes - блуждающая звезда) - небесное тело достаточно большой массы, движущееся по орбите вокруг звезды, в котором не происходят термоядерные реакции. Среди астрономов существуют разногласия по вопросу о том, какие именно небесные тела следует относить к планетам.
Из истории. Еще в глубокой древности были найдены пять небесных светил, которые, как и звезды, выглядели светящимися точками на небе, но, в отличие от неподвижных звезд, передвигались по небу изо дня в день: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. Однако надо сказать, что крупные светила - Солнце, Луна - тоже меняют свое положение относительно звезд. До XVI века считалось, что это все планеты, обращающиеся вокруг Земли. Николай Коперник в своих трудах показал, что лишь Луна обращается вокруг Земли, а все остальные планеты обращаются вокруг Солнца. Тем самым он исключил Солнце и Луну из числа планет.
Все планеты имеют сходное строение: внутри твердая оболочка, потом жидкая мантия, а верхний слой представлен у планет земной группы твердой корой, а у планет-гигантов - жидкая поверхность; у всех, кроме Меркурия и Венеры, есть спутники. У планет есть атмосфера, кроме Меркурия, и ядро, в отличие от астероидов.
Термин астероид (от др.-греч. ??????????? - «подобный звезде», из ????? - «звезда» и ?????? - «вид, наружность, качество») был введен Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звезд - в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят дисками. Точное определение термина «астероид» до сих пор не является установившимся. До 2006 года астероиды также называли малыми планетами. Одним из способов классификации астероидов является определение размера. Действующая классификация определяет астероиды, как объекты с диаметром более 10 м, отделяя их от метеорных тел, которые выглядят как крупные камни, или могут быть еще меньше.
Иногда астероидами называют все малые планеты, в таком случае пояс астероидов именуют «главным» поясом астероидов. Это обозначение было популярным до обнаружения пояса Койпера и Кентавров , однако сейчас оно некорректно с технической точки зрения, поскольку в поясе Койпера находятся тела, значительно превосходящие по размерам крупнейший астероид, а число объектов, его составляющих, по предварительным оценкам, на несколько порядков превосходит число «главных» астероидов.
По цвету, отражающей способности, спектральному классу и другим параметрам астероиды делятся на три класса - С-типа (углеродистые), S-типа (кремнистые) и M-типа (металлические). Астероиды С-типа содержат много углерода, поэтому они имеют сравнительно темную поверхность; около 75% всех астероидов принадлежат этому типу. Астероиды S-типа состоят из смеси железоникелевой руды и силикатов, и, наоборот, очень яркие. Таких астероидов около 17%, остальные же астероиды представляют собой M-тип и состоят в основном из железа и никеля.
Астероиды имеют неправильную форму, у них отсутствует ядро и атмосфера. Однако у наиболее крупных астероидов (Церера, Паллада, Веста и др.) есть каменное ядро.
Таким образом, термин астероид до сих пор не установлен. А вот термин планета используют везде. солнечный астероид плутон планета
Краткое описание Плутона
Плутон - самый отдаленный объект в Солнечной Системе. Это создает трудности в его исследовании. В данной таблице предоставлены сведения о Плутоне, которые удалось ученым узнать об этой загадочной планете.
Первооткрыватель Клайд Томбо
Дата открытия 18 февраля 1930
Орбитальные характеристики Эпоха: J2000.0
Перигелий 29,65834067 а. е.
Афелий 49,30503287 а. е.
Большая полуось (a) 39,48168677 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e) 0,24880766
Сидерический период обращения 90 613,3055 дней (248,09 лет)
Синодический период обращения 366,73 дней
Орбитальная скорость (v) 4,666 км/с
Наклонение (i) 17,14175°
Спутники 3
Экваториальный радиус 1195 км
Полярный радиус 1195 км
Площадь поверхности (S) 1,795?107 км?
Объем (V) 7,15?109 км?
Масса (m) (1,305 ± 0,007)?1022 кг
Средняя плотность (?) 2,03 ± 0,06 г/см?
Ускорение свободного падения на экваторе (g) 0,059 g
Первая космическая скорость (v1) 1,2 км/с
Экваториальная скорость вращения 0,01310556 км/с
Период вращения (T) 6,387230 сид. дней
Наклон оси 119,591 ± 0,014°
Прямое восхождение северного полюса (?) 133,046 ± 0,014°
Склонение северного полюса (?) ?6,145 ± 0,014°
Альбедо 0,4
Видимая звездная величина до 13,65
Угловой диаметр 0,065 - 0,115"
Атмосферное давление 0,30 Па
Состав: азот, метан
Температура -180° или 40°К
Таким образом, мы не очень много знаем про эту планету, но можно сделать вывод что Плутон можно отнести к планетам по его составу.
Астрономические исследования
Активное участие в работе по поиску девятой планеты принимал участие молодой сотрудник обсерватории Клайд Вильям Томбо (1906-1997). Съемка, начавшись с созвездия Водолея, месяц за месяцем продвигалась через созвездия Рыб, Овна и Тельца, и достигла Близнецов в начале 1930 года. На снимках окрестности звезды дельта Близнецов, сделанных 21, 23, 29 января 1930 года Томбо обнаружил медленно перемещающийся "звездоподобный" объект. Последующие наблюдения подтвердили, что это не комета или астероид. 13 марта директор Ловелловской обсерватории В. М. Слайфер объявил об открытии новой планеты. Эта новость тут же облетела по радио весь мир.
Многие считали, что планету следует назвать "Ловелл", но, в конце концов, Ловелловская обсерватория остановилась на имени Плутон, предложенном 11-летней дочкой оксфордского профессора астрономии Венешей Берни. Согласно греко-римской мифологии Плутон (Аид) был правителем темного подземного царства, и вполне уместно было присвоить его имя планете из царства тьмы на периферии Солнечной системы.
В 1950 г. Койпер установил, что диаметр Плутона не превышает 5800 км. Лет через 25 - новость: Плутон отражает свет так, как будто он покрыт замороженным болотным газом. А если есть метановый иней, то тело планеты холодное, и в случае, если Плутон весь состоит из метана, плотность его должна быть меньше единицы. К концу 70-х годов ученые пришли к выводу, что Плутон - совсем небольшое тело, меньше даже, чем наша Луна, и хотя в 1980 г. поступили сведения, что его диаметр составляет 4000 км (на 500 км больше лунного), по массе он в несколько раз уступает Луне. Словом, по размерам, по орбите и другим характеристикам - скорее не планета, а спутник. Два внешних спутника, получившие названия Гидра (бывший S/2005 P1) и Никта (бывший S/2005 P2), были открыты в результате повторного анализа фотографий Хаббла, сделанных в мае 2005. Об открытии было объявлено в октябре 2005. Поскольку альбедо спутников неизвестно, то сложно определить их размеры. Если считать альбедо спутников равным показателю Харона, то их диаметры оцениваются 125 км и 140 км (но возможна ошибка в два раза). Радиус орбиты меньшего спутника - 49 тыс. км, то есть он находится в 2,5 раза дальше от Плутона, чем Харон. Другой спутник движется по орбите радиусом 65 тыс. км. Периоды обращения составляют около 11 и 14 суток соответственно (все данные приблизительные).
Харон и два спутника находятся в орбитальном резонансе; за то время, когда Гидра совершает один оборот, Никта - в точности два, а Харон - три.
Наличие у Плутона двух небольших спутников представляет собой загадку, так как непонятно, как они могли сконденсироваться вблизи массивного Харона. Круговой характер их орбит говорит о маловероятности случайного захвата этих тел тяготением Плутона. Группа астрономов, открывших в 2005 году новые спутники, высказали гипотезу, что Харон и два спутника Плутона возникли одновременно в результате мощного столкновения. Ученые не исключают, что Плутон может обладать и кольцом - результатом того же столкновения.
Данные о открытиях представлены в таблице.
Наименование Диаметр (км) Масса (?1021 кг) Большая полуось (км) Период обращения (дней) Угол наклона (к экватору Плутона) Открыт
До сих пор Плутон считался девятой планетой Солнечной Системы. Однако по современным данным его относят к астероидам или малым планетам. Я считаю, что в этом случае стоит рассмотреть биографию Плутона и его современное положение.
Из биографии Плутона: Японский астроном И. Ямамото предложил следующий сценарий этой драмы. Некогда Нептун обращался вокруг Солнца на расстоянии, более подобающем девятой планете. Затем из глубин Вселенной появился пришелец- некое крупное небесное тело. Оно вторглось царство Нептуна и своим тяготением отняло у него один из спутников. Совсем увести добычу с собой оно не смогло, но с “околонептунной” орбиты сорвать спутник ему оказалось под силу. Пришелец на границе Солнечной системы бросил свою жертву, которая, перестав быть спутником, с тех пор и стала независимой планетой. А Нептун под влиянием потери тоже изменил свою орбиту, приблизившись к Солнцу.
Другую сторону аналогичной гипотезы разработал в 1936 году английский астрофизик Р. А. Литлтон. Он задумался над причиной очень медленного вращения Плутона вокруг его собственной оси. Действительно, шесть с небольшим суток для такого мелкого тела, да еще лежащего столь далеко от тормозящего влияния Солнца, - это уж слишком. Нептун - вот кто виноват в подобной странности. Если у него есть такой массивный спутник, как Тритон, то что могло помешать Нептуну в прошлом временно обладать и еще одним, не более крупным, а именно Плутоном? Притяжение Нептуна, “мстящего” Плутону за его бегство, могло замедлить вращение его бывшего спутника, да заодно еще и заставить его вечно глядеть на покинутого хозяина одной и той же стороной.
Если так, то период вращения Плутона вокруг оси должен был совпадать с периодом обращения его вокруг Нептуна. Обходя планету за 6,39 суток, Плутон находился в 375000 км. от нее. Но ведь и нынешний, более верный “прислужник” Нептуна, Тритон, тоже не уходит от планеты в среднем более чем на 355000 км.
Явление редкостное: у Нептуна в прошлом было два очень крупных спутника, причем почти на одинаковых по протяженности орбитах. Близкие друг к другу большие тела должны были тяготением влиять одно на другое, приводя к нарушению стабильности всей системы. Тут, согласно такой гипотезе, и могло произойти что-то не очень уж невероятное, чтобы равновесие нарушилось. Плутон в результате катастрофы “вылетел” на свою нынешнюю орбиту, а орбита Тритона так наклонилась, что он стал фактически вращаться в обратную сторону.
Предположение интересное, но оно порождает новые загадки. Что за катастрофа привела к нарушению сложившейся системы? Почему Плутон вышел на орбиту, так сильно удаленную от Нептуна? И что заставило Тритон ходить по такой, во всем остальном искаженной, но почти круговой орбите? Все эти вопросы висели в воздухе.
Обе гипотезы, хотя и несколько умозрительные, но приемлемые. Но есть им и альтернативы. Так, немецкий астроном Э. Медлов предполагает, что за орбитой Нептуна спряталась от наших глаз еще одно кольцо астероидов, вполне сходное с тем, что лежит между Марсом и Юпитером.
И тайна Плутона заключается просто в том, что он всего лишь член этого огромного скопления в основном мелких тел - один из многих, но более крупный, чем остальные, почему и был, в отличие от них, астрономами замечен. Есть же такая малая планета, астероид Эрот (Эрос), орбита которой частично так же лежит внутри орбиты Марса, и его можно рассматривать как члена известного нам астероидного кольца. Есть также малые планеты, пересекающие орбиту Земли (диаметром более 1000 км. - свыше 1000 штук. И Тритон когда-то, возможно, был тоже одним из тел, входящих в гипотетическое внешнее кольцо астероидов, а затем его захватил Нептун и превратил в своего спутника. Кстати, это объяснило бы и загадку обратного движения Тритона.
Рассматривая эти данные, Плутон можно отнести к спутнику или астероиду. Однако нынешнее положение Плутона позволяет включать его в число планет. Согласно принятому решению, есть три главных условия для объекта, который претендует на статус планеты: Он должен обращаться по орбите вокруг Солнца.
Он должен быть достаточно массивным, чтобы принять форму гидростатического равновесия (сферическую) под действием своих гравитационных сил.
Он должен расчистить окрестности своей орбиты (то есть он должен быть гравитационной доминантой и рядом не должно быть других тел сравнимого размера, кроме его собственных спутников или находящихся под его гравитационным воздействием).
Плутон не удовлетворяет третьему условию, так как его масса составляет всего лишь 0,07 от массы всех объектов на его орбите. Для сравнения, масса Земли в 1,7 млн раз больше всех остальных тел на ее орбите. МАС решил отнести Плутон одновременно к двум категориям объектов - к карликовым планетам и как прототип для транснептуновых объектов под общим названием «плутино», среди которых он был бы одновременно отдельным, хотя и классифицированным членом. 13 сентября 2006 года МАС включил Плутон и Эриду с ее спутником Дисномией в каталог малых планет, дав им официальные обозначения «(134340) Плутон», «(136199) Эрида» и «(136199) Эрида I Дисномия».
Однако учитывая, что Плутон имеет разреженную атмосферу и ядро, правда, каменное, то это весомая причина отнести Плутон к планетам. Также учитывая, что Плутон имеет три спутника и собственную орбиту, то это тоже довольная весомая причина. Я считаю, что Плутон все же стоит относить к планетам. По моему мнению, наличие ядра, атмосферы, спутников, собственной орбиты являются достаточными условиями для того, чтобы считать Плутон планетой. Также Плутон выполняет и другие условия, свойственные планетам: сферическая форма, согласованное вращение его спутников и др. Кстати, по мнению американцев, они против решения МАС.
Вывод
Таким образом, изучив сведения и данные собранные учеными мы мало что знаем про Плутон, что бы относить его к астероидам, карликам или к планетам. Но на мой взгляд Плутон все токи планета
Уже XIX век, и техника не стоит на месте. Мы все глубже и глубже проникаем в тайны Вселенной. Но если сравнить, сколько нам еще предстоит узнать, то мы только «пыль стерли с земли». Человек должен узнать многое, прежде чем он скажет, что он познал загадки мира. А пока человечество даже не может решить вопрос насчет Плутона. Но постепенно мы узнаем, как возникли Земля и Жизнь в ней.
Мы живем в мире, который устроен очень мудро и гармонично. Мы можем ощущать это гармонику во все более и более высокой степени, но логически постигнуть ее, видимо, не сможем никогда.
