Земля

Собственное вращение Земли

Земля вращается не только вокруг Солнца, но и вокруг собственной оси. Эта ось проходит через Северный и Южный географический полюс планеты. Земная ось имеет наклон по отношению к плоскости орбиты (эту плоскость ещё называют эклиптикой). Величина этого наклона составляет 25°. Надо понимать, что если у планеты угол наклона оси равен нулю, то ее ось строго перпендикулярна орбитальной плоскости.

За счет наклона оси разные полушария планеты получают разное количество тепла от Солнца. Это приводит к возникновению времен года, причем когда в Северном полушарии летом, в Южном полушарии наблюдается зима, и наоборот. На один оборот вокруг оси Земля тратит не ровно 24 часа, а 23 часа и 56 минут. Эта погрешность приводит к необходимости добавление в календарь високосного года.

Экзопланета

Новая планета пополнила список открытых «Кеплером» экзопланет – небесных тел, вращающихся, как и Земля, вокруг своего солнца.

В данный момент внимание ученых приковано примерно к 500 предполагаемым планетам, расположенным у далеких звезд. Они входят в число 4175 кандидатов в планеты, идентифицированных при помощи этого телескопа без учета нынешней находки

До сих пор большинство из этих кандидатов впоследствии получали статус доказанных экзопланет

Они входят в число 4175 кандидатов в планеты, идентифицированных при помощи этого телескопа без учета нынешней находки. До сих пор большинство из этих кандидатов впоследствии получали статус доказанных экзопланет.

Image caption

Ученые нашли в космосе тысячи экзопланет, но добраться до них не так-то просто

Небольшая часть из этих планет размерами не слишком превосходит Землю и располагается в пределах так называемой «обитаемой зоны» в окрестностях своей звезды, схожей по строению с Солнцем, — то есть там, где в принципе может находиться вода в жидком состоянии, что считается обязательным условием поддержания жизни.

На данный момент в разных звездных системах найдено 12 планет, предположительно отвечающих этим требованиям. Kepler-452b — первая планета «обитаемого» типа, чье существование считается доказанным.

Ответ на вопрос о том, какая из этих планет более других похожа на Землю, во многом зависит от того, какие характеристики в первую очередь принимать во внимание. Image caption

В воображении художника Kepler-452b выглядит примерно так

Image caption

В воображении художника Kepler-452b выглядит примерно так

Планета Kepler-186f, открытая в 2014 году, меньше, чем Kepler-452b, но вращается она вокруг «красного карлика» – звезды, которая гораздо более тусклая и прохладная, чем Солнце.

Kepler-452b вращается вокруг звезды, относящейся к тому же классу, что и Солнце. Эта звезда лишь на 4% массивнее и на 10% ярче Солнца. «Кеплер-452Б» облетает вокруг нее за 385 дней, так что ее «год» или, точнее, орбитальный период дольше земного лишь на 5%.

Массу планеты Kepler-452b пока что измерить невозможно, поэтому астрономам приходится полагаться на компьютерное моделирование, чтобы оценить различные варианты ее примерной массы. Наиболее вероятно, что масса «Кеплер-452b» примерно в пять раз больше земной.

Если ее поверхность скалистая, на планете должна продолжаться активная вулканическая деятельность, а сила притяжения на ней должна быть примерно в два раза больше, чем на Земле.

Звезда, вокруг которой вращается Kepler-452b, на 1,5 млрд лет старше Солнца. Ученые считают, что она может подсказать, что ждет Землю в будущем.

Возраст самой планеты оценивается в 6 млрд лет, то есть она — если эти данные верны — тоже на 1,5 млрд лет старше Земли.

Image caption

Далеко не все экзопланеты, даже «земного» типа могут оказаться пригодными для жизни

«Если Kepler-452b на самом деле имеет скалистую поверхность, ее расположение относительно звезды означает, что она вступила в парниковую фазу своей климатической истории», — говорит ученый Дуг Колдуэлл, работающей в программе «Кеплер».

«Усиливающийся выброс энергии этого стареющего солнца может нагревать поверхность и испарять любые океаны. Вода может испариться, и планета может ее потерять навсегда, — говорит Колдуэлл. — Kepler-452b может переживать сейчас то, что Земле предстоит пережить более чем через миллиард лет, когда Солнце постареет и станет ярче».

Первые изученные планеты, похожие на Землю

Не все обнаруженные объекты небесных тел похожи на Землю. В ближайшее десятилетие обнаружатся тысячи далеких планет, возможно, найдется та, где условия жизни максимально приближены к здешним.

Рассмотрим список самых похожих на Землю планет.

Kepler-62 f

Планета, совершающая оборот вокруг газового шара Kepler 62, входящего в созвездие Лира, найдено телескопом «Кеплер», от которого дано соответствующее название.

• Дата открытия: 2013 г.;
• звезда: оранжевый карлик Кеплер 62;
• метод обнаружения: транзитный.

Вместе с телом, получившим номер f, найдены планеты Кеплер 62 е и Кеплер 62 b.

Сравнение размеров Земли и экзопланет Kepler 62e, Kepler 62f

Размер Kepler-62 f на 40% превосходит земной. Зарождение произошло 7,5 миллиардов лет назад. Для сравнения: возраст нашего мира — 4,5 миллиарда лет. Наклон оси стабилен, температурный режим похож на земной. Астрофизики предполагают наличие на поверхности жизни.

Gliese 581 g

Красный карлик из созвездия Весов имеет планету-спутник, расположенную от Земли на расстоянии 20 световых лет и похожую на нее.

• Дата открытия: 29.09.2010 г.;
• звезда: красный карлик Глизе 581;
• метод обнаружения: спектрометрическое вычисление звездной скорости.

Художественное изображение экзопланеты Gliese 581 g

Зародилась 7-11 млрд. лет назад. Поскольку обнаружению предшествовали расчеты, астрономы Европейской южной обсерватории вновь проверили данные спектрографа и подвергли сомнению существование Gliese 581 g.

Единого мнения на этот счет до сих пор нет. Если планета существует, ее величина составляет два размера Земли, средняя температура составляет от -10 до — 30°C. Повернута к красному карлику одной стороной.

Kepler 62 e

Это небесное тело найдено у того же оранжевого карлика, как и вышеописанное, что является одной из частей созвездия Лира. Примерный возраст — 7 миллиардов лет.

• Дата открытия: 2013 г.;
• звезда: оранжевый карлик Кеплер 62;
• метод обнаружения: транзитный.

Сравнение планет земной группы Солнечной системы и системы Kepler 62

Астрономы предполагают наличие жизни и существование огромного океана, не похожего на мировой океан Земли. Расстояние до земли — 1200 световых лет, величина (в 1,5 раза больше земного диаметра) позволяет предположить наличие атмосферы. Расстояние от планеты до звезды схоже с положением Земли в отношении Солнца.

Предположительно средняя температура +15°C. Задача астрофизиков будущего — рассчитать атмосферу Kepler 62 e. Астрономы считают, что на планете есть жизнь как минимум на уровне одноклеточных организмов. Эта экзопланета, которая похожа на Землю больше всего.

Gliese 667 cc

Удалена от нас на 22,7 световых года. Глизе 667 находится в созвездии Скорпиона.

• Дата открытия: 29.11.2011 г.;
• звезда: тройная Глизе 667 (два оранжевых карлика с одним красным карликом);
• метод обнаружения: спектрометрическое вычисление звездной скорости.

Gliese 667 cc в представлении художника

Обращается вокруг звездного трио за 28-29 земных суток. Масса превышает земную в 3,5-4 раза. Лаборатория Университета в Пуэрто-Рико пришла к выводу, что средняя температура равняется +27°C, условия похожи на наши. Экзопланета повернута к Gliese 667 одной стороной. Есть основания полагать, что на планете существует жизнь.

Kepler 22 b

Kepler 22 находится в созвездии Лебедь. Телескоп NASA «Кеплер» нашел ее первой, поэтому планеты решено было называть в его честь. Подтверждение ее существования производилось методом исключения ложных доводов.

• Дата открытия: 05.12.2011 г.;
• звезда: одиночная спектрального класса G;
• метод обнаружения: транзитный.

Сравнение Kepler 22 b с земными планетами Солнечной системы

Кеплер 22б — планета похожая на Землю. Удалена от нее на 620 световых лет, оборот вокруг звезды делает за время равное 290 земных дней. Не известны размер и структура.

Это самые известные похожие на нашу экзопланеты. Поговорим о новых открытиях и узнаем, сколько существует планет, похожих на Землю.

Таинственный спутник Венеры

Представления древних о космосе, конечно, можно считать примитивными, однако в них порой встречаются невероятные для тех времен знания. Остается лишь фантазировать, каким способом они были получены. Одни считают, что их землянам передали пришельцы, другие видят в них наследие некогда существовавшей, но погибшей развитой земной цивилизации.

Кстати, в пользу существования двойника Земли говорят и некоторые астрономические наблюдения, проведенные в XVII веке. Первым это гипотетическое тело, возможно, увидел директор Парижской обсерватории Джованни Кассини. Во время проведения очередных наблюдений он заметил рядом с Венерой некий объект. Как и планета в тот момент, тело выглядело серповидным, поэтому Кассини решил, что ему удалось засечь спутник Венеры. Наблюдения этого участка Солнечной системы, проведенные в дальнейшем, никакого спутника Венеры не обнаружили. Выходит, Кассини мог наблюдать именно мифического двойника Земли.

Предположение об ошибке астронома опровергается тем фактом, что спустя десятилетия английский астроном Джеймс Шорт в том же секторе неба опять наблюдал таинственный небесный объект. После него, лет через двадцать, гипотетический спутник Венеры удалось заметить немецкому астроному Иоганну Майеру. Прошло еще пять лет, и объект наблюдал астроном Роткиер. С тех пор «противоземлю» больше никто не видел. Известные ученые, которым довелось наблюдать «спутник Венеры», вряд ли ошибались. Остается предположить, что им посчастливилось наблюдать двойника Земли, особенности траектории которого позволяют это сделать лишь раз в тысячелетие.

Почему же астрономы XXI века с их современным оборудованием, орбитальными телескопами и бороздящими просторы космоса автоматическими зондами не могут обнаружить эту загадочную планету или доказать ее отсутствие? Все дело в том, что Антиземля находится за Солнцем в зоне, полностью невидимой для земных астрономов. Причем эта зона включает в себя весьма значительную область космического пространства, ее диаметр более 600 диаметров Земли, так что там может спрятаться внушительная по размеру планета. А вот автоматическим зондам специального задания по обнаружению Антиземли еще никто не ставил.

Формирование и эволюция

Вопрос о том, как появилась и сформировалась планета Земля, занимает умы ученых не одно столетие. Самой современной гипотезой ее образования, как и всех остальных тел в Солнечной системе, является гипотеза солнечной туманности.

Данная гипотеза гласит о том, что после Большого взрыва на месте нашей системы образовалось гигантское водородно-гелиевое облако, содержащее фрагменты межзвездной пыли. Взрыв приближенной к нему сверхновой спровоцировал сжатие этой массы, образовавшей протопланетный диск. Пыль, газы и обломки стали сливаться между собой под действием силы притяжения, формируя сначала планетоиды, а затем планетоподобные тела. Так образовались все объекты Солнечной системы, в том числе и наш дом. При этом возраст Земли равен 4,5 млрд. лет, а процесс окончательного формирования занял еще 20 млн. лет.

Уникальная планета

Земля обладает рядом уникальных черт, выделяющих ее в Солнечной системе. На ней есть вода в жидком виде, причем она покрывает около 71% все поверхности планеты. Ни на одном другом объекте Солнечной системы жидкой воды нет, хотя есть свидетельства, что когда-то реки текли и на Марсе. Более того, только на Титане, спутнике Юпитера, удалось вообще обнаружить большое количество вещества в жидком состоянии: на его поверхности есть моря и реки, но не воды, а углеводородов. Во многом эта особенность Земли объясняется тем, что она находится в так называемой «зоне обитаемости». В этой зоне и не слишком холодно, поэтому вся вода не замерзает, и не слишком жарко, поэтому вода не превращается полностью в водяной пар.

Также на существование воды оказывает влияние атмосфера, создающая необходимое давление. Например, на Марсе из-за низкого давления при плавлении льдов (а они есть в полярных шапках Марса) вода сразу переходит из твердого в газообразное состояние. Отличается и химический состав земной атмосферы. Основную ее часть составляет азот, а также велика доля (23%) кислорода. Доли остальных газов на порядки меньше. На Венере же атмосфера на 96% состоит из углекислого газа.

Список использованных источников

Суперземля

Ученый Университета Уорвика Дон Поллакко, не участвующий в этом проекте, сказал Би-би-си, что данные собранные телескопом «Кеплер», позволяют оценочно прикинуть размер планеты относительно звезды, вокруг которой она вращается.

«Если вы знаете размер звезды, вы знаете размер планеты, — утверждает ученый. – Но, чтобы пойти дальше, например, узнать, скалистая ли у нее поверхность, нужно измерить массу планеты, а это намного сложнее сделать, так как они слишком далеко, чтобы провести такие измерения».

«Так что в действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое», — говорит Дон Поллакко.

«Другие планеты «Кеплера», находящиеся в «зоне жизни», может быть, еще больше похожи на Землю. Например, Kepler–186f диаметром примерно в 1,17 больше Земли, а диаметр Kepler-438b составляет примерно 1,12 от земного», — указывает ученый.

Image caption

Пока что Земля остается единственным объектом во Вселенной, о котором мы можем с уверенностью сказать, что здесь можно жить

«На самом деле, при диаметре 1,6 земного Kepler-452b попадает в категорию, называемую «Суперземля». В нашей Солнечной системе нет ни одной планеты такого типа. По этой причине суперземли очень интересны, но можно ли сказать, что они похожи на Землю?» — задается вопросом доктор Крис Уотсон из Королевского университета Белфаста.

«Если мы посмотрим на тип звезды, вокруг которой вращается Kepler-452b, становится ясно, что эта звезда похожа на Солнце, — утверждает Крис Уотсон. — Другие планеты «Кеплера», обнаруженные в «зонах жизни», вращаются вокруг «красных карликов» – звезд, гораздо менее горячих, чем Солнце. Поэтому планеты должны вращаться намного ближе к ним, чтобы получать такой же уровень тепла.

Интересные факты о планете Земля

Вращение постепенно замедляется

Для землян весь процесс замедления вращения оси происходит практически незаметно – 17 миллисекунд на 100 лет. Но характер скорости не является однородным. Из-за этого происходит увеличение длительности дня. Через 140 миллионов лет сутки будут охватывать 25 часов.

Полагали, что Земля – центр Вселенной

Древние ученые могли наблюдать за небесными объектами с позиции нашей планеты, поэтому казалось, что все объекты на небе движутся относительно нас, а мы остаемся в одной точке. В итоге, Коперник заявил, что в центре всего стоит Солнце (гелиоцентрическая система мира), хотя сейчас мы знаем, что и это не соответствует реальности, если брать масштабы Вселенной.

Наделена мощным магнитным полем

Земное магнитное поле создается никель-железным планетарным ядром, которое стремительно вращается

Поле важно, так как уберегает нас от влияния солнечного ветра

Обладает одним спутником

Если смотреть на процентное соотношение, то Луна выступает крупнейшим спутником в системе. Но в реальности стоит на 5-й позиции по величине.

Единственная планета, не именованная в честь божества

Древние ученые именовали все 7 планет в честь богов, а современные ученые при обнаружении Урана и Нептуна последовали традиции.

Первая по плотности

Все основывается на составе и конкретной части планеты. Так ядро представлено металлом и обходит по плотности кору. Средний показатель земной плотности – 5.52 грамм на см3.

Формирование и эволюция Земли — объяснение для детей

Объяснение для детей останется неполным, если описание Земли обойдет предысторию. Исследователи полагают, что Земля сформировалась вместе с Солнцем и другими планетами 4.6 миллиардов лет назад. Тогда Солнечная система воссоединилась с огромнейшим газовым и пыльным облаком – солнечной туманностью. Сила тяжести постепенно разрушала ее, придавая больше скорости и форму диска. Большая часть материала притянулась в центр и начала формировать Солнце.

Другие частицы сталкивались и соединялись, образуя более крупные тела. Солнечный ветер обладал такой силой, что ему удалось сместить более легкие элементы (водород и гелий) из самых отдаленных миров. Именно поэтому Земля и другие планеты стали скалистыми.

В ранней истории планета Земля для детей способна показаться безжизненным куском скалы. Радиоактивные материалы и растущее из глубины давление давали достаточно тепла, чтобы расплавить внутреннее пространство. Из-за этого некоторые химикаты выплеснулись наружу, образовывая воду, а другие стали атмосферными газами. По последним данным, кора и океаны могли появиться через 200 миллионов лет после формирования планеты.

Дети должны знать, что земную историю делят на 4 эона: хадейский, архейский, протерозойский и фанерозойский. Первые три заняли почти 4 миллиарда лет и вместе называются докембрийскими. Доказательства наличия жизни обнаружили в архее около 3.8 миллиарда лет назад. Но жизнь не отличалась богатством до фанерозоя.

Период фанерозоя делится на 3 эпохи: палеозой, мезозой и кайнозой. Первая продемонстрировала появление многих разновидностей животных и растений в морях и на суше. Мезозой предоставил динозавров, а вот кайнозой – это буквально наша эпоха (млекопитающие).

Гипотетический вид планеты 3 миллиарда лет назад

Большинство окаменелостей из палеозоя – беспозвоночные животные (кораллы, трилобиты и моллюски). Окаменелости рыбы датировались возрастом в 450 миллионов лет, а земноводных – 380 миллионов лет. Огромные леса, болота и ранние рептилии заселили Землю 300 миллионов лет назад.

Мезозой стал периодом жизни динозавров. Хотя окаменелости млекопитающих также имели возраст в 200 миллионов лет. В этот период власть захватили цветущее растения (и продолжают удерживать ее сегодня).

Кайнозой стартовал около 65 миллионов лет назад, когда вымерли динозавры (ученые приписывают эту заслугу космическому воздействию). Млекопитающим удалось выжить, и они стали главными существами на планете.

Луна и искусственные спутники Земли

Единственный внеземной космический объект, на которой ступала нога человека – это Луна, она же является и единственным естественным спутником земли. Спутником она называется потому, что неизменно вращается по орбите вокруг Земли, при этом постоянное удаление Луны от Земли настолько мало (38 мм. в год), что позволяет человечеству представлять Луну как вечный спутник нашей планеты. Сама же Земля является естественным спутником Солнца – главного источника энергии на нашей планете, лучи света которого достигают нашей планеты за примерно 8 минут. Земля вращается вокруг Солнца на скорости свыше 100 000 км/ч. Помимо единственного натурального спутника, наша планета имеет ещё свыше 8300 искусственных спутников в виде летательных аппаратов, принадлежащих разным странам и отправляемых на орбиту нашей планеты с научно-исследовательскими целями. С помощью них проходит исследование планет и галактик, проводятся научные эксперименты, налаживается связь и навигация, осуществляются военные и разведывательные цели, предсказывается погода и наблюдается климат Земли.

Будущее нашей планеты

Прогнозы количества оставшихся лет жизни нашей планеты разнятся. Кто-то предсказывает лишь половину миллиарда лет, а чьи-то прогнозы более оптимистичны и насчитывают более двух миллиардов лет. Во многом судьба Земли зависит от Солнца. Солнечная светимость постоянно возрастает и увеличивается на 10% каждый миллиард лет, что увеличивает солнечное излучение, достигающее поверхность земли. Такая закономерность грозит глобальными негативными изменениями, вплоть до осушения всей водной поверхности планеты, исчезновения растительности и изменения атмосферы. Так или иначе, жизнь человека и любых существующих форм жизни на планете прекратится из-за невозможных условий для выживания, но далёкое будущее нашей планеты и возможность появления новой жизни по-прежнему остаётся загадкой.