Классы
Предметы

Спутники планет

На этом уроке мы узнаем, какие планеты имеют спутники, и ознакомимся с ними.


Тема: Вселенная

Урок: Спутники планет

1. Спутники Земли

Все планеты Солнечной системы, кроме Меркурия и Венеры, имеют спутники.

Спутники значительно меньше, чем планеты, вокруг которых они вращаются.

Рис. 1

Спутники планет – сравнительно небольшие тела Солнечной системы, имеющие одну общую особенность – ось движения. Спутники вращаются исключительно вокруг оси планеты, которую они сопровождают. Причем собственной оси они не имеют – то есть постоянно обращены к своей планете одной и той же стороной.

Луна — единственный естественный спутник Земли (рис. 2). Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планеты Солнечной системы. Луна является единственным астрономическим объектом вне Земли, на котором побывал человек. Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Атмосфера практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

Гравитационное влияние Луны вызывает на Земле некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них — морские приливы и отливы. На противоположных сторонах Земли образуются (в первом приближении) две выпуклости — со стороны, обращённой к Луне, и с противоположной ей. В мировом океане этот эффект выражен намного сильнее, чем в твёрдой коре (выпуклость воды больше). Амплитуда приливов (разность уровней прилива и отлива) на открытых пространствах океана невелика и составляет 30-40 см. Однако вблизи берегов вследствие набега приливной волны на твёрдое дно приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя. Учитывая направление вращения Луны вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Сильным приливам больше подвержены восточные побережья материков. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.

Рис. 2. (Источник)

2. Спутники Марса

У планеты Марс есть два спутника: Фобос (греч. φόβος «страх») и Деймос (греч. δείμος «ужас»). Оба спутника вращаются вокруг своих осей с тем же периодом, что и вокруг Марса, поэтому всегда повёрнуты к планете одной и той же стороной. Деймос и Фобос состоят из каменистых пород, на поверхности спутников имеется значительный слой реголита. Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой за счёт того, что большинство кратеров покрыто тонкозернистым веществом. Очевидно, на Фобосе, более близком к планете и более массивном, вещество, выброшенное при ударах метеоритов, либо наносило повторные удары по поверхности, либо падало на Марс, в то время как на Деймосе оно долгое время оставалось на орбите вокруг спутника, постепенно осаждаясь и скрывая неровности рельефа.

Рис. 3. (Источник)

Все спутники разделяют на регулярные (вращаются в одну сторону с планетой) и нерегулярные (вращаются в противоположную от планеты сторону, предположительно это бывшие астероиды).

3. Спутники Юпитера

У Юпитера известно 65 спутников. Рассмотрим наиболее большие из них.

Ио (рис. 4) (др.-греч. Ἰώ) — спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Имеет диаметр 3 642 километра, что делает его четвёртым по величине спутником в Солнечной системе. Назван в честь мифологической Ио — жрицы Геры и возлюбленной Зевса. Ио не похожа на большинство спутников газовых планет (содержащих много льда) и состоит в основном из силикатов и железа, как и планеты земной группы. Ио по размеру немногим больше спутника Земли — Луны. Ио имеет форму эллипсоида, большая ось которого направлена в сторону Юпитера.

Рис. 4. (Источник)

Европа (др.-греч. Ἐυρώπη) (рис. 5), или Юпитер II — шестой спутник Юпитера. Европа состоит из силикатных пород, а в центре спутника находится железное ядро. Поверхность состоит изо льда и является одной из самых гладких в Солнечной системе; она испещрена поперечно-полосатыми трещинами и полосами, в то время как кратеров практически нет. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что на Европе находится подповерхностный океан, состоящий из воды, который может служить пристанищем для внеземной микробиологической жизни. Гипотеза образования океана сводится к тому, что тепловая энергия от приливного ускорения позволила ему оставаться жидким и стимулировала эндогенную геологическую активность, близкую к тектонике плит. У спутника есть крайне разрежённая атмосфера, состоящая в основном из кислорода.

Рис. 5. (Источник)

Ганимед (др.-греч. Γανυμήδης) (рис. 6) — седьмой по расстоянию от него среди всех его спутников и крупнейший спутник в Солнечной системе. Ганимед состоит из примерно равного количества силикатных пород и водяного льда. Это полностью дифференцированное тело с жидким ядром, богатым железом. На поверхности Ганимеда наблюдаются два типа ландшафта. Треть поверхности спутника занимают тёмные области, испещрённые ударными кратерами. Их возраст доходит до четырёх миллиардов лет. Остальную площадь занимают более молодые светлые области, покрытые бороздами и хребтами.

Ганимед — единственный спутник в Солнечной системе, обладающий собственной магнитосферой. Скорее всего, её создаёт конвекция в жидком ядре, богатом железом. У спутника есть тонкая атмосфера, в состав которой входит кислород. Количество атомарного водорода в атмосфере незначительно.

Рис. 6. (Источник)

4. Спутники Сатурна

У Сатурна известно 62 спутника, из которых 24 регулярных, 38 нерегулярных. Наиболее крупный спутник – Титан (рис. 7).

В 1655 году его обнаружил голландский астроном Христиан Гюйгенс. Поверхность Титана в основном состоит из водяного льда и осадочных органических веществ, геологически молодая, в основном ровная, за исключением небольшого количества горных образований и кратеров, а также нескольких криовулканов. Плотная атмосфера, окружающая Титан, долгое время не позволяла увидеть поверхность спутника вплоть до прибытия аппарата «Кассини — Гюйгенс» в 2005 году.

Атмосфера преимущественно состоит из азота, также имеется небольшое количество метана и этана, которые образуют облака, являющиеся источником жидких и, возможно, твёрдых осадков. На поверхности имеются метан-этановые озёра и реки. Давление у поверхности примерно в 1,5 раза превышает давление земной атмосферы. Температура у поверхности — минус 170—180 °C.

Рис. 7. (Источник)

5. Спутники Урана

У Урана известно 27 спутников. Рассмотрим наиболее крупные из них.

Титания — крупнейший спутник Урана и восьмой по размеру спутник в Солнечной системе.  На нем обнаружен углекислый газ. Он находится главным образом на ведомом полушарии. На Титании три основных типа деталей рельефа: кратеры, каньоны и уступы.

Оберон — второй по размеру и массе спутник Урана и девятый по массе спутник в Солнечной системе. Состоит примерно наполовину из водяного льда и наполовину из тяжёлых неледяных составляющих (которые могут включать камень и органику).

Рис. 8. (Источник)

6. Спутники Нептуна

Теперь рассмотрим спутники Нептуна.

Тритон (др.-греч. Τρίτων) (рис. 9) — крупнейший спутник Нептуна. Был открыт английским астрономом Уильямом Ласселом. Несмотря на крайне низкую температуру поверхности, за счёт сублимации азота образуется разреженная атмосфера. Его поверхность хорошо отражает солнечный свет, поскольку покрыта метановым и азотным льдом.

Рис. 9. (Источник)

Нереида (др.-греч. Νηρεΐς) (рис. 10) — спутник Нептуна, открытый в  1949 году Джерардом Койпером. Спутник назван в честь нереид — морских нимф из греческой мифологии.

Рис. 10. (Источник)

7. Спутники Плутона

Рассмотрим спутники Плутона, несмотря на то, что его лишили звания планеты.

Харон (от греч. Χάρων) (рис. 11) — открытый в 1978 году спутник Плутона. Традиционно Харон считается спутником Плутона. Однако, существует мнение, что, поскольку центр масс системы «Плутон — Харон» находится вне Плутона, Плутон и Харон должны рассматриваться в качестве двойной планетной системы. Харон заметно темнее Плутона. Плутон покрыт азотным льдом, Харон покрыт водяным льдом, и его поверхность имеет более нейтральный цвет.

Рис. 11. (Источник)

Более маленькими спутниками Плутона являются Никс и Гидра (рис. 12).

Рис. 12. (Источник)

 

Список рекомендованной литературы

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 1992. – 240 с.: ил.

2. Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др. Природоведение 5. – М.: Учебная литература.

3. Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 / Под ред. Вахрушева А.А. – М.: Баласс.

 

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Galspace (Источник).

2. Почти всё про Луну (Источник).

 

Рекомендованное домашнее задание

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 1992. – с. 166, задания и вопрос. 1, 3.

2. Что такое спутник?

3. Расскажите о спутниках Юпитера.

4. *Представьте, что на Ио существует жизнь. Какая она?