Пластилиновая живопись
Тема занятия: «Солнечная система».
Автор работы: Исупова Юлия Евгеньевна
Программное содержание:
— Познакомить учащихся с техникой пластилиновая живопись.
— Научить детей изображать «Солнечная система» в технике пластилиновая живопись.
— Научить фантазировать самостоятельно, после просмотра https://www.youtube.com/watch?v=Qhu4j0u-hNk документального фильма для детей «Солнечная система», воспроизвести полученные впечатления.
— Изучить «Солнечную систему».
— Развить внимание, наблюдательность.
— Развить мелкую моторику рук.
Материал для педагога:
https://www.youtube.com/watch?v=Qhu4j0u-hNk документальный фильм для детей «Солнечная система», пластилин, стека, картон, клеенка, наглядные материалы, картины художников о «Космосе»: «Красный круг на чёрной поверхности» (1925) Ильи Чашника, Николай Рерих «Звезда героя» (1936), «Космос» Сергей Васильевич Секретарёв, «Просторы вселенной» Алёна Владимировна Капитонова.
Ход занятия:
Педагог:
Здравствуйте ребята, сегодня на нашем занятии мы отправимся в неизведанный полностью мир, мир космоса, познакомимся с солнечной системой и изобразим ее на картоне в технике «Пластилиновая живопись».
Педагог:
Сейчас мы с вами просмотрим документальный фильм «Солнечная система», во время его просмотра не шуметь, с мест не вставать, смотрим внимательно. (После просмотра фильма, обсуждение).
Педагог:
Ребята, я предлагаю вам отгадать загадки, связанные с темой нашего занятия:
Сверкая огромным хвостом в темноте,
Несется среди ярких звезд в пустоте,
Она не звезда, не планета,
Загадка Вселенной…
(Комета)
Освещает ночью путь,
Звездам не дает заснуть.
Пусть все спят, ей не до сна,
В небе светит нам…
(Луна)
Планета голубая,
Любимая, родная.
Она твоя, она моя,
А называется…
(Земля)
Океан бездонный, океан бескрайний,
Безвоздушный, темный и необычайный,
В нем живут вселенные, звезды и кометы,
Есть и обитаемые, может быть, планеты.
(Космос)
Педагог:
Аркадий Хайт советский и российский писатель-сатирик, драматург и сценарист писал о космосе так:
По порядку все планеты
Раз — Меркурий,
Два — Венера,
Три — Земля,
Четыре — Марс.
Пять — Юпитер,
Шесть — Сатурн,
Семь — Уран,
За ним — Нептун.
Он восьмым идёт по счёту.
А за ним уже, потом,
И девятая планета
Под названием Плутон.
Педагог:
Как можно описать космос? Что вы узнали для себя после просмотра фильма и прослушав стихотворение?
(Ответы детей).
Педагог:
Молодцы ребята.
Сегодня нам предстоит с помощью пластилина изобразить таинственный космос.
Давайте вы сейчас пофантазируете и расскажите, какой космос вы хотите изобразить у себя на картоне: что вы будите изображать, какие цвета будут использованы?
(Ответы детей)
Педагог: Ребята, нам пора отправиться в космос, давайте с вами встанем и пройдем на физминутку.
https://www.youtube.com/watch?v=JC2OxoQLsHs
Педагог:
Прежде чем приступить к работе вспомним технику безопасности на занятии (ответы детей).
Педагог:
Итак, начнем выполнять работу «Солнечная система» в технике пластилиновая живопись, для начала определимся, какой будет фон, какого цвета космос? (ответы детей), правильно, черно-синего, берём черный и синий пластилин и соединяем их, после этого размазываем его на картон. Наш фон готов. Сейчас вы сами определите, что будет у вас на вашей картине, к примеру: солнце и ближайшие к нему планеты, луна и звезды, солнце и луна либо что-то на ваше усмотрение, сейчас вы фантазируете (перед детьми лежат цветные картинки с планетами, солнцем, луной и звездами).
Идет самостоятельная работа учащихся.
Педагог:
Молодцы ребята, ваши картины готовы, сейчас вы будите выходить по одному и рассказывать о «Своем космосе», это будет защита ваших работ (каждый ребенок выступил).
Педагог:
Давайте подведем итоги нашего занятия, ответьте мне, пожалуйста, на вопросы:
В какой технике вы сегодня работали?
Что нового вы сегодня узнали?
Вам было сложно, если да, то, на каком этапе?
Вы бы хотели работать дальше такой техникой?
Молодцы, на сегодня наше занятие подошло к концу, до свиданье.
В зависимости от того, что должно получиться в итоге, могут пригодиться следующие материалы:
Конечно же, все уже привыкли делать подделки из классического пластилина. Но прекрасной альтернативой станет тесто для моделирования, так как прекрасно застывает на воздухе, что добавит прочности будущей поделке. Плюс такая масса бывает различных оттенков, с добавлением блесток и конфетти, что сделает модели еще более уникальными. Выбор оттенков не ограничен, главное — позаботиться об основных цветах. Чаще всего подобного рода задания дают детям более старших классов, поэтому родителям будет интересно узнать, как сделать планеты из пластилина для 4 класса.
Для начала следует подготовить место, где будут располагаться планеты. Космос можно выполнить из цветной бумаги синего, черного или фиолетовых цветов. Белой или желтой краской необходимо нарисовать орбиты, брызгами создать звезды, а также пояс астероидов.
Также можно напечатать необходимое изображение на принтере или нарисовать самостоятельно. Если планируется объемная поделка, можно подготовить зубочистки и выполнить подставки из того же пластилина. В качестве орбит можно натянуть нитки, а пояс астероидов выполнить из природных материалов, например, небольших камней.
Центр композиции должно занять Солнце, так как именно вокруг этого небесного светила происходит движение планет. Для этого необходимо взять пластилин желтого, оранжевого и/или красного цветов. Затем необходимо скатать шарик нужного цвета.
Дальше есть несколько вариантов: можно этот шар разделить на 2 части. Одна половинка станет основой, а из второй можно будет выполнить лучи. Также можно просто сделать плоский круг и лучи разных форм и приклеить на бумагу. Для объемной фигуры надо оставить шар как есть и прикрепить его на необходимую основу. Техники и формы лучей могут быть абсолютно любыми, залог успеха — фантазия. Так можно создать макет Солнца и для 1 класса.
Если с выбором цветовой палитры для Солнца нет никаких проблем, то для планет придется немного потрудиться. Для того чтобы правильно подобрать цвет, можно посмотреть изображения планет в атласе. Необязательно полностью повторить цвет, фотографии могут представлять планеты в абсолютно разнообразных оттенках. Главное, выбрать общий цвет. Так как же сделать планеты солнечной системы из пластилина?
Начнем с самой первой планеты — Меркурия. Составить подходящий оттенок можно из желтых и коричневых цветов. Не старайтесь полностью смешать цвета. Переливы и переходы отлично подчеркнут текстуру планеты. Также можно добавить рельефности с помощью стека. После создания первой модели эту же массу можно использовать и для Венеры. Повторно размяв массу и скатав ее в шар большего размера, можно получить и вторую планету.
Для Земли понадобится шар голубого цвета. На нем нужно схематично расположить континенты, а также добавить облака и циклоны белого цвета. Для маленькой модели достаточно будет повторить цветовую гамму. Для более объемных можно изобразить континенты и поточнее. 4-я по счету планета — Марс. Тут можно скатать шарик из красного, коричневого и желтого пластилина, добавив немного белого на один из полюсов.
При желании можно добавить спутники планет, например Луну. Так выглядит процесс того, как сделать планеты из пластилина для 4 класса или любых детей разных возрастов.
Теперь переходим к большим планетам. Процесс одинаковый. Подбираем пластилин нужных оттенков и скатываем его в шары, только большого размера. Не забываем о создании пятна для Юпитера и кольца для Сатурна. Если оно получится не очень ровным, то можно уложить планету на бок, что добавит реалистичности.
Для Нептуна желательно подобрать синий цвет темнее, чем был использован для Земли. Циклоны можно изобразить с помощью маленьких тонких полосок из белого цвета. У всех газовых гигантов существуют кольца, но из пластилина их, скорее всего, не удастся изобразить, но можно нарисовать на бумаге.
Перед Нептуном идет Уран — зелено-голубая сфера. Чтобы попытаться повторить текстуру планеты из теста, можно использовать слегка подсохший белый пластилин.
Плутон уже официально не входит в список основных планет. Но факт остается фактом — это все-таки планета, хоть и карликовая. При желании можно выполнить и ее.
То, как сделать планеты из пластилина для 4 класса, было разобрано выше. Оформить космос можно различными небесными телами, звездами и ракетами. Например, из пластилина можно сделать астероиды, метеориты и кометы. Используя фигурки, можно сделать звезды различных размеров.
Если нет желания делать объемные фигурки, можно заранее нарисовать очертания планет с помощью транспортира или трафарета, поместить пластилин в центр и раскатать по форме, обрезав лишнее. Используя рельефные инструменты, можно получить интересные текстуры.
Как сделать планеты из пластилина для 4 класса? Все очень просто, главное — проявить фантазию, ведь любой подручный материал может помочь создать неповторимый и уникальный внешний вид будущего макета.
Конспект образовательной деятельности по пластилинографии в старшей группе (5-6 лет) по теме: «Солнечная система»
Автор: Бернштейн О.В. Воспитатель ДО ГБОУ школа №489, г. Санкт-Петербург
Цель:
Задачи:
Предварительная работа:
Создание коллективной работы идет как один из этапов в проекте «Космическое Путешествие» по закреплению знаний о планетах в солнечной системе. На предыдущих занятиях мы изучали создание солнечной системы по фотографиям на презентации «Мой космос», просмотр на проекторе видеофильма о «характерах» планет, прочтению рассказов, рисовали на молоке вселенную.
Материалы:
Ход занятий:
На доске прикреплен большой, красочный демонстрационный плакат «солнечной системы».
Воспитатель:
Воспитатель читает стихотворение:
(Ж. Парамонова)
Воспитатель предлагает детям сесть в круг:
В небе виден желтый круг
И лучи, как нити.
Вертится Земля вокруг,
Словно на магните.
Хоть пока я и не стар,
Но уже ученый –
Знаю, то — не круг, а шар,
Сильно раскаленный.(Солнце)
Вот планетам младший брат,
По размеру маловат.
К солнышку всех ближе он,
Потому и раскален.(Меркурий)
В небе я свечусь нередко,
Ваша ближняя соседка.
Я Меркурию сестра,
И на мне всегда жара (Венера)
Планета голубая,
Любимая, родная,
Она твоя, она моя,
А называется…(Земля)
Это красная планета
По соседству с нами.
И зимой и даже летом
Мерзнет надо льдами.
Странно, что ни говори, —
Лед не сверху, а внутри. (Марс)
В телескоп скорей взгляните
Он гуляет по орбите.
Там начальник он над всеми,
Больше всех других планет.
В нашей солнечной системе
Никого крупнее нет. (Юпитер)
Все планеты с полюсами,
Есть экватор у любой.
Но планеты с поясами
Не найдете вы другой.
В этих кольцах он один,
Очень важный господин.(Спутник)
Пышный газовый гигант
Брат Юпитера и франт
Любит он, чтоб рядом были
Кольца изо льда и пыли. (Уран)
На планете синей-синей
Дует ветер очень сильный.
Холодно на ней весьма —
Состоит из воды, газа и льда (Нептун)
В продолжение игры с детьми, воспитатель говорит:
Физкультминутка
Не зевай по сторонам,
Ты сегодня – космонавт. (Повороты в стороны)
Начинаем тренировку, (Наклоны вперед)
Чтобы сильным стать и ловким.
Ждет нас быстрая ракета (Приседают)
Для полета на планету.
Отправляемся на Марс. (Кружатся)
Звезды в гости ждите нас.
Крыльев нет у этой птицы,
Но нельзя не подивиться:
Лишь распустит птица хвост – (руки назад, в стороны)
И поднимется до звезд. (тянемся вверх)
Дети отдохнув, присаживаются за столы. Отдельно стоит круглый стол, на котором лежит лист бумаги (А3 формат), предварительно покрашенный в космический фон.
Воспитатель:
Дети, которые активно отвечали на вопросы, помогают лепить планеты (из пластилиновых шариков) по образцу на плакате.
Перед началом создания картины, воспитатель говорит:
Работа выполняется с воспитателем. Дети, когда приготовят жгутики, подходят к столу и прилепляют круговые узоры начиная с «улитки» из пластилина. Каждый дополняет друг друга.
Воспитатель, прежде чем начать работу с планетами, спрашивает:
Из шариков делают планеты и пояс астероидов. В конце работы, ребята все вместе пальчиками слегка размазывают свои круги, чтобы создать волны и туманности в космосе.
По окончанию работы, все дети вместе смотрят и сравнивают с оригиналом.
Воспитатель:
Цель: повышение интереса и расширение знаний детей о космическом пространстве и планетах.
Задачи:
Образовательные:
— Расширять и уточнять знания детей о космосе;
— Обогащать речевой словарь словами по теме;
— Закрепить знания детей о планетах солнечной системы;
Развивающие:
— Развивать логическое мышление;
— Развивать творческое воображение детей;
— Продолжать знакомить с техникой «пластилинография»;
— Формировать умения использовать разнообразные приемы (налеп, оттягивание, сглаживание, обрабатывать поверхность формы движениями пальцев;
— Развивать восприятие цвета, формы, свойств предметов и материалов;
— Закрепить умения изображать фигуры планет способом пластилинографии;
— Развивать мелкую и общую моторику;
— Учить четко, отвечать на поставленные вопросы.
Воспитательные:
— воспитывать самостоятельность, активность, инициативность, умение работать в коллективе.
Материалы и оборудование:
• черный картон;
• пластилин;
• стеки;
• салфетки;
• клеенка;
• доска для лепки.
Ход занятия:
Воспитатель:
Дружно за руки возьмёмся
И друг другу улыбнёмся.
Мы пожмём друг другу руку,
Побежит тепло по кругу.
Вот мы и поделились теплом и добротой друг с другом.
Воспитатель:
Сегодня мы с вами будем говорить о космосе. Мы уже с вами рассматривали глобус. Скажите, пожалуйста, что такое глобус? (Ответы детей.) Правильно, глобус – это модель нашей планеты Земля. Так, как мы увидели бы её, полетев в Космос. Мы говорили, что Земля — это родной дом, а Солнечная система — родной город, в которой находится наш дом. В этом солнечном городке есть и другие планеты. Все эти планеты объединены в Солнечную систему. Почему эту систему назвали — Солнечной? (Потому, что все планеты вращаются вокруг Солнца. Солнце — это большая горячая звезда, она согревает и освещает планеты.)
Воспитатель:
У каждой планеты свой собственный путь.
Нельзя ей, поверьте, с орбиты свернуть.
По-разному все они Солнцем согреты.
Вокруг Солнца вращаются наши планеты.
Дидактическая игра «Наша галактика»
1. На этой планете такая жара,
Что там оказаться опасно, друзья! (Меркурий)
2. А эту планету холод страшный сковал,
Теплом ее солнечный луч не достал. (Плутон)
3. А эта планета нам всем дорога,
Нам жизнь подарила планета. (Земля)
4. К планете Земля две планеты близки.
Дружок, имена их скорей назови. (Венера, Марс)
5. А эта планета гордится собой,
Поскольку, считается самой большой. (Юпитер)
6. Планета кольцами окружена
И этим от всех отличилась она. (Сатурн)
7. А что за планета Зеленого цвета? (Уран)
8. Морской царь названье той планете дал,
Он именем своим ее назвал. (Нептун)
Пальчиковая гимнастика «Космонавт»
В звёздном небе звёзды светят
(показываем звёзды, пальчики переплетаются)
Космонавт летит в ракете
(изображаем полёт ракеты: руки вверху соединить)
День летит, ночь летит (загибаем пальцы)
И на землю вниз глядит (изображаем иллюминатор)
Воспитатель:
• Скажите, ребята, для чего люди летают в космос? (ответы детей).
• На чём люди летают в космос?
• А вы знаете, как зовут первого человека, который летал в Космос? (Юрий Гагарин.)
• Когда был совершён первый полёт? (12 апреля 1961 года).
• Каких вы ещё знаете космонавтов?
• А вы бы хотели побывать в космосе? (да).
После занимательной беседы о космосе и рассматривании картин, мы приступили к изготовлению солнечной системы.
Пластилинография «Планеты солнечной системы»
Воодушевленные космической темой, дети принялись за работу. Для того чтобы получились красивые планеты, дети стали смешивать несколько цветов пластилина и тщательно размазывать пластилин по заготовке (большим пальцем).
И вот, что у нас получилось:
Цель: повышение интереса и расширение знаний детей о космическом пространстве и планетах.
Задачи:
Образовательные:
— Расширять и уточнять знания детей о космосе;
— Обогащать речевой словарь словами по теме;
— Закрепить знания детей о планетах солнечной системы;
Развивающие:
— Развивать логическое мышление;
— Развивать творческое воображение детей;
— Продолжать знакомить с техникой «пластилинография»;
— Формировать умения использовать разнообразные приемы (налеп, оттягивание, сглаживание, обрабатывать поверхность формы движениями пальцев;
— Развивать восприятие цвета, формы, свойств предметов и материалов;
— Закрепить умения изображать фигуры планет способом пластилинографии;
— Развивать мелкую и общую моторику;
— Учить четко, отвечать на поставленные вопросы.
Воспитательные:
— воспитывать самостоятельность, активность, инициативность, умение работать в коллективе.
Материалы и оборудование:
• черный картон;
• пластилин;
• стеки;
• салфетки;
• клеенка;
• доска для лепки.
Ход занятия:
Воспитатель:
Дружно за руки возьмёмся
И друг другу улыбнёмся.
Мы пожмём друг другу руку,
Побежит тепло по кругу.
Вот мы и поделились теплом и добротой друг с другом.
Воспитатель:
Сегодня мы с вами будем говорить о космосе. Мы уже с вами рассматривали глобус. Скажите, пожалуйста, что такое глобус? (Ответы детей.) Правильно, глобус – это модель нашей планеты Земля. Так, как мы увидели бы её, полетев в Космос. Мы говорили, что Земля — это родной дом, а Солнечная система — родной город, в которой находится наш дом. В этом солнечном городке есть и другие планеты. Все эти планеты объединены в Солнечную систему. Почему эту систему назвали — Солнечной? (Потому, что все планеты вращаются вокруг Солнца. Солнце — это большая горячая звезда, она согревает и освещает планеты.)
Воспитатель:
У каждой планеты свой собственный путь.
Нельзя ей, поверьте, с орбиты свернуть.
По-разному все они Солнцем согреты.
Вокруг Солнца вращаются наши планеты.
Дидактическая игра «Наша галактика»
1. На этой планете такая жара,
Что там оказаться опасно, друзья! (Меркурий)
2. А эту планету холод страшный сковал,
Теплом ее солнечный луч не достал. (Плутон)
3. А эта планета нам всем дорога,
Нам жизнь подарила планета. (Земля)
4. К планете Земля две планеты близки.
Дружок, имена их скорей назови. (Венера, Марс)
5. А эта планета гордится собой,
Поскольку, считается самой большой. (Юпитер)
6. Планета кольцами окружена
И этим от всех отличилась она. (Сатурн)
7. А что за планета Зеленого цвета? (Уран)
8. Морской царь названье той планете дал,
Он именем своим ее назвал. (Нептун)
Пальчиковая гимнастика «Космонавт»
В звёздном небе звёзды светят
(показываем звёзды, пальчики переплетаются)
Космонавт летит в ракете
(изображаем полёт ракеты: руки вверху соединить)
День летит, ночь летит (загибаем пальцы)
И на землю вниз глядит (изображаем иллюминатор)
Воспитатель:
• Скажите, ребята, для чего люди летают в космос? (ответы детей).
• На чём люди летают в космос?
• А вы знаете, как зовут первого человека, который летал в Космос? (Юрий Гагарин.)
• Когда был совершён первый полёт? (12 апреля 1961 года).
• Каких вы ещё знаете космонавтов?
• А вы бы хотели побывать в космосе? (да).
После занимательной беседы о космосе и рассматривании картин, мы приступили к изготовлению солнечной системы.
Пластилинография «Планеты солнечной системы»
Воодушевленные космической темой, дети принялись за работу. Для того чтобы получились красивые планеты, дети стали смешивать несколько цветов пластилина и тщательно размазывать пластилин по заготовке (большим пальцем).
И вот, что у нас получилось:
Чтобы детям было понятно, как устроена Вселенная, предлагаем узнать, как сделать модель солнечной системы. Смастерите ее и отдельные планеты вместе с детьми, чтобы создать это наглядное пособие.
Если дети маленькие, тогда используйте пластилин.
Перед тем, как сделать модель солнечной системы из пластилина, возьмите:
Следуйте инструкции:
Для более старших деток можно посоветовать сделать модель Солнечной системы на картоне. Такую можно принести в старшую группу детского сада или в начальную школу, если будет такое задание.
Возьмите:
Во Вселенной есть много планетных систем, подобных нашей, с планетами, вращающимися вокруг звезды-хозяина. Наша планетная система названа «солнечной» системой, потому что наше Солнце названо Sol, в честь латинского слова «солнце», «solis» и всего, что связано с Солнцем, которое мы называем «солнечным».
Наша планетная система расположена во внешнем спиральном рукаве галактики Млечный Путь.
Наша солнечная система состоит из нашей звезды, Солнца и всего, что связано с ним гравитацией — планет Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, карликовых планет, таких как Плутон, десятков лун и миллионов астероиды, кометы и метеороиды. За пределами нашей солнечной системы мы открыли тысячи планетных систем, вращающихся вокруг других звезд в Млечном Пути.
Идите дальше. Подробнее о нашей Солнечной системе ›
10 фактов о нашей солнечной системе
1
Наша солнечная система состоит из звезды, восьми планет и бесчисленных тел меньшего размера, таких как карликовые планеты, астероиды и кометы.
2
Наша солнечная система вращается вокруг центра Галактики Млечный Путь со скоростью около 515 000 миль в час (828 000 км в час). Мы находимся в одном из четырех спиральных рукавов галактики.
3
Наша солнечная система совершает один оборот вокруг галактического центра примерно за 230 миллионов лет.
4
Есть три основных типа галактик: эллиптические, спиральные и неправильные.Млечный Путь — спиральная галактика.
5
Наша солнечная система — это область космоса. В нем нет атмосферы. Но он содержит множество миров, включая Землю, с разными видами атмосферы.
6
Планеты нашей солнечной системы — и даже некоторые астероиды — удерживают на своих орбитах более 150 лун.
7
Четыре планеты-гиганты и по крайней мере один астероид имеют кольца.Ни одно из них не так впечатляюще, как великолепные кольца Сатурна.
8
Более 300 космических аппаратов-роботов исследовали пункты назначения за пределами околоземной орбиты, в том числе 24 астронавта, совершившие оборот вокруг Луны.
9
Известно, что наша солнечная система единственная поддерживает жизнь. Пока что мы знаем только о жизни на Земле, но мы ищем больше везде, где можем.
10
«Вояджер-1» НАСА — единственный космический корабль, покинувший нашу Солнечную систему.Четыре других космических корабля в конечном итоге столкнутся с межзвездным пространством.
FAQ: Какие космические корабли направляются в межзвездное пространство?
Пять космических кораблей достигли достаточной скорости, чтобы в конечном итоге выйти за пределы нашей солнечной системы. Двое из них достигли неизведанного космоса между звездами после нескольких десятилетий пребывания в космосе.
Наша Солнечная система включает Солнце и вращающуюся вокруг него планетную систему.«Планетная система » — это группа незвездных объектов (планет, карликовых планет, лун, астероидов, метеороидов, комет и космической пыли), вращающихся вокруг звезды, Солнце классифицируется как звезда.
Солнечная система включает четыре планеты земной группы (состоящие из камня и металла) и четыре газовых гиганта (газообразное вещество). Четыре планеты земной группы — это Меркурий, Венера, Земля и Марс, а четыре газовых гиганта — это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти имена происходят от римских богов и богинь.Итак, сколько планет мы упомянули?
Восемь! Просто проверяю, не спите ли вы.
Ученые считают, что Солнечная система образовалась миллиарды лет назад в результате гравитационного коллапса скопления частиц газа и пыли в космосе. Считается, что Солнце образовалось из массы в центре, и эти материалы медленно сформировали другие незвездные объекты; планеты, луны и астероиды. Солнечная система — это загадка, поскольку люди стремятся узнать больше, астрономы и ученые постоянно узнают что-то новое о необъятности космоса.По мере совершенствования технологий мы узнаем больше о нашей Солнечной системе.
Говорят, что Солнце находится на полпути в цикле, который начался при его рождении и закончился его окончательным расширением и коллапсом в виде красного гиганта (10-миллиардная отметка его жизни). Событие, на котором вы не хотите присутствовать.
Не только планеты
Солнечная система включает в себя спутники планет (луны), кометы, астероиды и метеороиды. Между Марсом и Юпитером расположен небольшой пояс астероидов.Несмотря на то, что планет всего восемь, наша Солнечная система на самом деле состоит из сотен звездных систем.
Некоторые луны в нашей Солнечной системе больше планеты Меркурий! Два спутника Юпитера имеют интересные характеристики; На Ио есть действующие вулканы, на Европе — толстый слой океана с жидкой водой, хотя и покрытый толстой коркой твердого льда. На Титане, самом большом спутнике Сатурна, есть озера, реки и океаны жидкого метана!
За пределами орбитального пути Нептуна находятся транснептуновые образования, состоящие из ледяной воды, аммиака и метана.Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида вращаются, используя собственную гравитацию, как и другие планеты, однако по этой причине научное сообщество назвало эти планеты «карликовыми планетами».
Атмосферы, кольца, магнитные поля
Захватывающий вид на нашу родную планету Земля и Солнце с космического челнока
Рождение Солнечной системы
Материал, аккрецирующий вокруг Солнца в ранней солнечной системе
Наша Солнечная система началась как часть огромного облака туманности из молекулярного водорода и пыли около 4 мес.6 миллиардов лет назад. В области этого темного облака условия позволили гравитации начать конденсацию водорода до тех пор, пока значительная масса не стала становиться все больше и горячее, в конечном итоге эта масса схлопывалась сама по себе, образуя раннюю стадию звезды, называемой протозвездой. Гравитационное притяжение зарождающейся звезды привело к тому, что вокруг нее начал формироваться большой диск из газа и пыли. За миллионы лет давление внутри протозвезды начало нарастать, становясь все горячее и плотнее, пока в конечном итоге в ее ядре не начался ядерный синтез, породивший Солнце, каким мы его знаем.За это время диск из газа и пыли, который образовался вокруг звезды, также начал конденсироваться в постоянно растущие тела, вращающиеся вокруг нее. Со временем они продолжат формировать планеты, луны и другие объекты в нашей солнечной системе.Планеты Солнечной системы
Планета Сатурн, одна из восьми планет нашей солнечной системы
Ближайшая к солнцу планета — Меркурий, метко названный в честь быстроногого бога-посланника, который вращается вокруг Солнца всего за 88 дней, быстрее, чем любая другая планета в солнечной системе.Затем идет Венера, которую часто называют сестрой Земли, но под ее густыми облаками лежит адский запеченный в печи ландшафт с достаточно высокой температурой, чтобы плавить свинец. Третья от Солнца планета находится Земля, поразительная синяя сфера, покрытая океанами жидкой воды, и единственная известная нам планета, которая питает жизнь. Последняя из каменистых внутренних планет — Марс, состоящая из тонкой атмосферы. Это красное тело когда-то было покрыто океанами, как и Земля, но теперь это пустыня, где пыльные бури могут поглотить всю планету.Почти в 800 миллионах километров от Солнца мы находим первого из газовых гигантов, Юпитера, огромных по размеру, чтобы заполнить его объем, потребовалось бы более 1000 Земель. Сатурн является вторым из газовых гигантов и не похож ни на одну другую планету Солнечной системы своим впечатляющим красочные кольца из пыли и частиц льда. Затем идет первая из планет, известных как ледяные гиганты, Уран. Этот большой бирюзовый газовый шар лежит под наклоном, а температура воздуха составляет -371 по Фаренгейту.В 4,5 миллиардах километров от Солнца мы находим последнюю из планет, Нептун, голубой ледяной гигант, где ветры в атмосфере достигают более 2000 километров в час.Спутники Солнечной системы
Вулканическая луна Ио, одна из многих очаровательных лун в нашей солнечной системе
По мере того, как человечество исследует космос, мы обнаружили, что некоторые луны в нашей солнечной системе одинаково, а временами даже более увлекательны, чем сами планеты.Прекрасно окрашенный спутник Юпитера Ио — самый вулканически активный объект в Солнечной системе, спутник Сатурна Титан имеет плотную атмосферу на основе азота, которая проливает метановые дожди, образуя жидкие озера на его поверхности. Еще один спутник Сатурна — Энцелад — имеет вулканы, извергающиеся водяным льдом, а под ледяной поверхностью, возможно, находится жидкий океан. Кроме того, есть ледяной мир Европы, еще одной очаровательной луны Юпитера, под ее поверхностью находится огромный океан жидкой воды, глубиной 100 километров и, возможно, изобилующий жизнью.Другие тела в Солнечной системе
Солнце находится в центре нашей солнечной системы.
В центре Солнечной системы находится наше Солнце, массивный шар из водорода и гелия, более чем в сто раз больший по диаметру, чем Земля, производящий огромное тепло и огромные взрывы, которые отбрасывают солнечные ветры на миллионы миль в космос. Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов, миллионы скал находятся в этой области, некоторые из которых достигают 60 миль (100 км) в диаметре.За Нептуном мы достигаем пояса Койпера, где мы находим большинство карликовых планет, включая Плутон, который когда-то считался девятой планетой в нашей солнечной системе, это крошечное тело вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии почти 6 миллиардов километров. Кометы берут начало в поясе Койпера или еще более удаленном облаке Оорта, массивном сферическом облаке из ледяных тел, окружающем Солнечную систему.Жизнь в Солнечной системе
Зонд будущего в поисках жизни в подземном океане Европы
Человечество часто задумывается, существует ли жизнь где-нибудь в Солнечной системе, и если да, то какой? До середины 20 века считалось, что каждая планета может укрывают какие-то формы жизни, возможно, даже более развитые, чем мы.В 1930-х годах выпуск на радио Орсона Уэллса романа Герберта Уэллса «Война миров» вызвал всеобщую панику, поскольку слушатели ошибочно считали его реальным. Это показатель того, насколько сильно вера в развитые инопланетные формы жизни соседние планеты удерживались в общей психике. Конечно, теперь мы знаем, что это всего лишь научная фантастика и что нас не атакуют инопланетяне. цивилизация на Марсе или Нептуне. Так есть ли где-нибудь в Солнечной системе жизнь, кроме Земли, и кто подозреваемые? Что ж, вы можете быть удивлены, узнав, что в нашей разнообразной солнечной системе есть несколько кандидатов.Начнем с Марса, планеты, которая больше всего захватывает наше воображение. Хотя теперь мы знаем, что на Марсе нет каналов или передовых цивилизации, ученые, участвовавшие в высадках викингов на Луну, все еще ожидали найти признаки жизни на поверхности Марса. «Викинг-1» приземлился на Марс в июне 1976 г. проанализировали образцы марсианского грунта, но ничего не нашли. Последующие миссии также не обнаружили никаких признаков жизни, но надежда все еще есть, и она лежит под землей. Причина этой теории в том, что метан неожиданно присутствует в марсианской атмосфере, и один из способов его производства — биологический.В более теплые летние месяцы на Марсе присутствие метана резко возрастает, что подтверждает идею о том, что есть организмы, живущие глубоко под поверхностью, возможно, вокруг горячих источников. Вокруг Сатурна есть два очаровательных спутника, которые, возможно, могут поддерживать жизнь. Оба очень отличаются друг от друга, это Энцелад и Титан. Энцелад — это очень маленький ледяной мир, площадь которого немного больше Техаса, но под его поверхностью, как полагают, находится океан с соленой водой.Как может быть теплая вода в таком холодном месте солнечной системы? Что ж, огромная гравитационная сила Сатурна толкает и притягивает маленькую луну, нагревая ее внутреннюю часть и растапливая лед под ее поверхностью. Если так, это могло бы обеспечить среду для существования микроорганизмов или некоторых других форм жизни. Ближайший сосед Энцелада, находящийся на расстоянии 600 000 миль, — еще один спутник Сатурна, Титан. Эта луна является исключительной в Солнечной системе, так как она единственная со значительной атмосферой.Что еще более удивительно, так это то, что его атмосфера, как и наша собственная планета, состоит в основном из азота. Еще более удивительно то, что это единственный объект в нашей солнечной системе, кроме Земли, на поверхности которого есть большие участки жидкости, но не воды, а жидкого метана. Метан на Титане действует как вода на Земле, есть метановые облака, которые производят метановый дождь, и метановые озера. Титан часто сравнивают с исконной Землей, но, к сожалению, он находится в глубокой заморозке с температурой поверхности около -179 ° C (-290 ° F).Все еще возможно, что микробная жизнь на основе метана могла существовать там, дыша водородом вместо кислорода. Наконец, мы подошли к ледяной луне, вращающейся вокруг Юпитера, которая называется Европа. Считается, что эта луна, немного меньше нашей, представляет собой лучшие возможности для жизни во всей солнечной системе. Сила притяжения Юпитера вызывает огромный приливный нагрев внутри Европы, нагревая ее внутреннюю часть и создавая океан с соленой водой, глубина которого составляет 62 мили (100 км). Возможно, что жидкой воды на Европе вдвое больше, чем на Земле! Было высказано предположение, что океан Европы может быть изобилует жизнью, и в теплой воде могут плавать не только бактерии, но и сложные организмы.Примерно в 2025 году НАСА надеется посадить зонд на поверхность Европы, который затем растает сквозь лед и исследует океан на предмет признаков жизни; возможно, тогда мы обнаружим, что мы не одни в Солнечной системе.Наша Галактика и Вселенная
Галактика Андромеды
В контексте размеров Вселенной Земля и вся солнечная система незначительны. Наше солнце просто одна из 200 миллиардов звезд в нашей галактике, а наша собственная галактика, Млечный Путь, является лишь одной из более чем 100 миллиардов галактик в известной Вселенной.Солнечная система расположена в тихом районе нашей галактики, вдали от ее оживленного центра, где также существует сверхмассивная черная дыра, масса которой в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца. Млечный Путь — гигант среди галактик, охватывающий 100 000 световых лет в диаметра, в нашей «окрестности» находится более 30 других галактик, из которых больше только Андромеда (на фото справа). Лучшее объяснение того, как была создана Вселенная, — это теория Большого взрыва. Около 14 миллиардов лет назад сверхплотная, сверхгорячая масса в миллиарды раз меньше протона начала расширяться, со временем создавая звезды, планеты и галактики, которые есть во Вселенной сегодня, действительно, она все еще расширяется.Неизвестно, как возникла начальная масса.
Планеты солнечной системы, изображенные на компьютерной иллюстрации НАСА. Орбиты и размеры не показаны в масштабе. Предоставлено: НАСА
С момента открытия Плутона в 1930 году дети росли, узнавая о девяти планетах нашей солнечной системы.Все изменилось, начиная с конца 1990-х годов, когда астрономы начали спорить о том, был ли Плутон планетой. В весьма спорное решение, Международный астрономический союз в конечном счете, решил в 2006 году называть Плутон «карликовая планета» сокращение перечня «реальных планет» в нашей Солнечной системе до восьми.
Однако теперь астрономы ищут другую планету в нашей солнечной системе, настоящую девятую планету, после того как 20 января 2016 года были обнародованы доказательства ее существования. Так называемая «Девятая планета», как ее называют ученые, примерно в 10 раз больше массы Земли и в 5000 раз больше массы Плутона.
[ Свидетельства существования «Девятой планеты» в нашей Солнечной системе (Галерея) ]
Вот порядок планет, начиная с ближайшего к Солнцу и проходя наружу через Солнечную систему: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер , Сатурн, Уран, Нептун и Девятая планета.
[ Снимки Солнечной системы: Фототур ]
Если вы настаиваете на включении Плутона, то этот мир окажется в списке после Нептуна; Плутон действительно находится далеко оттуда и находится на сильно наклоненной эллиптической орбите (две из нескольких причин, по которым его понизили в должности).Интересно, что Плутон когда-то был восьмой планетой. Подробнее об этом ниже.
Планеты земной группы
Четыре внутренних мира называются «планетами земной группы», потому что, как и Земля, все их поверхности каменистые. Плутон тоже имеет твердую поверхность (и очень замороженную), но никогда не был сгруппирован с четырьмя земными существами.
Юпитерианские планеты
Четыре больших внешних мира — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — известны как «планеты Юпитера» (что означает «подобные Юпитеру»), потому что все они огромны по сравнению с планетами земной группы, и потому, что они газообразны по своей природе, а не имеют каменистую поверхность (хотя, по словам астрономов, некоторые или все из них могут иметь твердые ядра).По данным НАСА, «две внешние планеты за орбитой Марса — Юпитер и Сатурн — известны как газовые гиганты; более далекие Уран и Нептун называются ледяными гигантами». Это потому, что в то время как в первых двух преобладает газ, в то время как в последних двух больше льда. Все четыре содержат в основном водород и гелий.
Карликовые планеты
Определение IAU для полноценной планеты звучит так: тело, которое вращается вокруг Солнца, не являясь спутником какого-либо другого объекта, достаточно велико, чтобы его можно было округлить под действием собственной гравитации (но не настолько, чтобы он начинает подвергаться ядерному синтезу, как звезда) и «очистил свое окружение» от большинства других орбитальных тел.Да, это полный рот.
Проблема Плутона, помимо его небольшого размера и необычной орбиты, заключается в том, что он разделяет свое пространство с множеством других объектов в поясе Койпера за пределами Нептуна. Тем не менее, понижение статуса Плутона остается спорным.
Определение планеты IAU относит другие маленькие круглые миры к категории карликовых планет, в том числе объекты пояса Койпера Эрида, Хаумеа и Макемаке.
Также теперь карликовой планетой является Церера, круглый объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.На самом деле Церера считалась планетой, когда была открыта в 1801 году, а затем была сочтена астероидом. Некоторым астрономам нравится рассматривать Цереру как 10-ю планету (не путать с Нибиру или Планетой X), но такой образ мышления открывает возможность существования 13 планет, и многие из них обязательно будут открыты.
Меркурий:
Авторы и права: НАСА / Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса / Вашингтонский институт Карнеги
Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, лишь немного больше Луны.Его дневная сторона выжжена солнцем и может достигать 840 градусов по Фаренгейту (450 по Цельсию), но на ночной стороне температура опускается до сотен градусов ниже нуля. У Меркурия практически нет атмосферы, способной поглощать удары метеоритов, поэтому его поверхность испещрена кратерами, как и Луна. В течение четырехлетней миссии космический корабль НАСА MESSENGER показал виды планеты, которые не оправдали ожиданий астрономов.
Открытие: Известно древним и видимым невооруженным глазом
Названо в честь: Посланник римских богов
Диаметр: 3031 миля (4878 км)
Орбита: 88 земных дней
День: 58.6 земных дней
Связано:
Больше фактов о Меркурии
Снимки Меркурия
Исследование Солнечной системы НАСА: Меркурий
Венера:
Южное полушарие Венеры, как видно в ультрафиолете. Предоставлено: ESA
Вторая планета от Солнца, Венера ужасно горячая, даже горячее, чем Меркурий. Атмосфера токсична. Давление на поверхности раздавит и убьет вас. Ученые описывают ситуацию с Венерой как неконтролируемый парниковый эффект.Его размер и структура похожи на Землю, толстая токсичная атмосфера Венеры удерживает тепло в безудержном «парниковом эффекте». Как ни странно, Венера медленно вращается в противоположном направлении от большинства планет.
Греки считали, что Венера — это два разных объекта: один в утреннем небе, а другой — в вечернем. Поскольку она часто ярче, чем любой другой объект на небе, за исключением Солнца и Луны, Венера стала источником множества сообщений о НЛО.
Открытие: Известно древним и видимым невооруженным глазом
Названо в честь: Римской богини любви и красоты
Диаметр: 7,521 миль (12,104 км)
Орбита: 225 земных дней
день : 241 земных дней
По теме:
Больше фактов о Венере
Изображения Венеры
Исследование Солнечной системы НАСА: Венера
Земля:
Изображение Земли, сделанное российским метеорологическим спутником Электро-Л Нет.1. Кредит: НЦОМЗ
Земля, третья от Солнца планета, представляет собой водный мир, две трети которого покрыты океаном. Это единственный известный мир, в котором есть жизнь. Атмосфера Земли богата азотом и кислородом, поддерживающими жизнь. Поверхность Земли вращается вокруг своей оси со скоростью 1532 фута в секунду (467 метров в секунду) — чуть больше 1000 миль в час (1600 км / ч) — на экваторе. Планета движется вокруг Солнца со скоростью более 18 миль в секунду (29 км в секунду).
Диаметр: 7926 миль (12760 км)
Орбита: 365.24 дня
День: 23 часа 56 минут
Связано:
Добро пожаловать в новую часть серии Building the Ultimate Solar System. Будьте готовы: это далеко идущий пост с большим выводом.
Иногда приятно узнать, что ты был неправ. Несколько недель назад у меня был один из таких моментов.
Я думал о том, как максимально плотно упаковать орбиты планет (, кто не тратит свое свободное время на размышления об этом? ).Я думал о нескольких планетах, находящихся на одной орбите. Это коорбитальная установка . Я всегда думал, что соорбитальные планеты — это просто хитрый трюк. Троянские точки на 60 градусов вперед и назад от планеты могут быть стабильными — и это здорово. Но больше некуда идти.
Тогда мой мозг взорвался.
Начнем с самого начала. Представьте себе две планеты, вращающиеся вокруг звезды. Орбиты планет не могут быть слишком близко друг к другу, потому что они нестабильны. Планеты чувствуют гравитацию звезды, но также и друг друга.Если орбиты двух планет находятся слишком близко друг к другу, повторяющиеся гравитационные удары заставляют их орбиты медленно расширяться. В конце концов их орбиты пересекаются. Тогда две планеты могут находиться в одном и том же месте в одно и то же время. Тогда бум, планеты могут столкнуться, или кто-то может быть выброшен в межзвездное пространство. В любом случае орбитальная установка планет полностью меняется.
Существует простой предел того, как далеко должны быть друг от друга орбиты двух планет, чтобы они были стабильными. Ключевым ингредиентом является радиус холма, мера силы притяжения планеты.Концентрические планетные орбиты должны быть разнесены на минимальное количество радиусов Хилла, чтобы их орбиты были стабильными. Назовем это ближайшее стабильное расстояние N радиусами холма. Существует множество исследований по определению N для различных ситуаций. N должно быть больше 5-10 для систем с большим количеством планет, чтобы система оставалась стабильной.
Для звезды, подобной Солнцу, 6 концентрических орбит могут уместиться в пределах обитаемой зоны, той области Златовласки, где на поверхности планеты может быть жидкая вода.Это выглядит так:
Орбиты шести Земель в обитаемой зоне (заштрихованы). Если бы орбиты планет были уплотнены более плотно, они были бы нестабильными.Это может заставить вас думать, что у звезды может быть не более 6 планет, на которых может быть жизнь. Вы ошибаетесь. Если вы читали другие части этой серии, то знаете, что мы можем добиться большего. Намного лучше.
В качестве первого шага мы можем представить более одной планеты на каждой орбите. Как минимум, на каждой орбите могут находиться две планеты.Если планеты разнесены по орбите примерно на 60 градусов, установка устойчива.
Это та часть, где у меня взорвался мозг. Я перечитал статью Смита и Лиссауэра 2010 года (тех же исследователей, которые стояли за идеей ретроградной установки из Абсолютной ретроградной солнечной системы).
Оказывается, существует предел устойчивости для числа планет, которые могут быть распределены по одной орбите . Планеты должны быть расположены равномерно, и на одной орбите должно быть не менее 7 планет (не опечатка: не менее 7 !).Предел прост: планеты, находящиеся на одной орбите, должны находиться на расстоянии не менее 12 радиусов Хилла вдоль орбиты. Это отличается от предыдущего, где мы смотрели на расстояние между орбитами.
Смит и Лиссауэр провели моделирование не с 2 или 3, а с 42 планетами земной массы, находящимися на одной орбите! Это максимальное количество Земель, которые могут поместиться на современной орбите Земли. И угадайте, что? Он совершенно стабилен миллиарды лет. За последние пару недель я провел собственное моделирование N-тела, и они идеально совпали.Клянусь молотом Тора, это действительно работает!
Эта безумно выглядящая орбитальная установка — с 42 Землями, равномерно расположенными по орбите Земли — стабильна в течение миллиардов лет! (Технические подробности см. Здесь или здесь).Это простое кольцо планет затмевает наши изначальные Абсолютные Солнечные Системы 1 и 2. У них было 24 и 36 обитаемых миров, а в этом — 42. И мы еще не закончили.
Многие кольца из 42 планет можно поместить в обитаемую зону. Расстояние между кольцами зависит от масс отдельных планет, а не от общей массы на данной орбите.Это означает, что кольца планет могут быть упакованы довольно плотно.
Шесть колец из 42 Земель могут поместиться в обитаемой зоне Солнца и оставаться стабильными.
Шесть орбит — по 42 Земли на каждой — уложены в пригодную для жизни зону Солнца (заштрихованы), в общей сложности 252 планеты, которые могут пригодиться для жизни! Эта установка стабильна как минимум 10 миллионов лет, и у меня есть модели N-тела, чтобы доказать это!Это 252, возможно, несущих жизнь мира, вращающихся вокруг одной звезды! Это почти столько же, сколько в Ultimate Solar System с 16 звездами.
Есть два фактора, которые определяют количество планет, которые могут быть упакованы в обитаемую зону. Первое — это масса планеты. Планеты с меньшей массой имеют меньший радиус Хилла. По сравнению с более массивными планетами это означает, что больше планет с малой массой могут находиться на одной орбите. Это также означает, что каждое кольцо планет может быть ближе к своим соседям.
Вот как это выглядит для упакованных систем, содержащих планеты с массой в 1/10 массы Земли (примерно масса Марса), массой Земли и массой в 10 раз больше массы Земли (близкой к массе Нептуна и Урана).
Максимально упакованные системы планет на орбите звезды, подобной Солнцу. Каждая панель предназначена для разной массы планеты: 1/10, 1 и 10 массы Земли (слева направо). Всего системы содержат 1157, 252 и 57 планет (слева направо).Обитаемая зона Солнца может вместить 57 мегаземлей (10 планет с массой Земли), 252 Земли или колоссальные 1157 Марсов! Святые банановые блины Бэтмен!
[ Краткое примечание скептикам. Все это может показаться слишком большим.Это намного превосходит то, что я считал возможным всего месяц назад. И, как я уже сказал, я был настроен очень скептически. К счастью, это физика, которую легко проверить. Я провел серию компьютерных симуляций (N-body) различных конфигураций (в конце концов, я запускаю многие из них для повседневной работы). Я добавил в систему несколько небольших случайных колебаний и протестировал кучу разных поворотов. И это работает. Я получаю тот же ответ, что и Смит и Лиссауэр. И экстраполяция оттуда, кажется, работает нормально.]
Нет необходимости придерживаться планет равной массы.Внутри данного кольца планеты должны быть равномерно распределены, поэтому я считаю, что наиболее стабильная установка — это планеты равной массы. Однако нет причин, по которым все кольца должны иметь планеты одинаковой массы. Можно представить себе кольцо Марсес, за которым следует кольцо Земель или суперземлей, или чего угодно, чего желает ваше сердце (если ваше сердце желает такого рода вещей…)
Второй фактор, влияющий на количество планет, которые могут быть помещены в обитаемую зону, — это звезда, в частности ее масса. Для более прохладной обитаемой зоны ближе к звезде, чем для Солнца.А к более горячим звездам — дальше. Однако оказывается, что это не имеет большого значения с точки зрения того, сколько планет может поместиться (см. Здесь). Масса звезды действительно влияет на размер радиуса холма планеты. По сравнению с Землей, вращающейся вокруг Солнца, сфера холма Земли в два раза больше вокруг звезды, на 1/8 массой Солнца. Это означает, что на одном кольце может поместиться только половина планет, и каждое кольцо должно быть вдвое дальше друг от друга. Таким образом, в обитаемую зону может поместиться только 1/4 числа планет. Это говорит в пользу относительно массивных звезд.Давайте на этот раз остановимся на такой звезде, как Солнце.
Хорошо, теперь, когда у нас есть справка, давайте приступим к созданию.
Вот составляющие нашей мега-системы. Наша звезда: Солнце (или его двойник). Наши планеты: половина массы Земли (много плюсов и минусов — см. Здесь). Наша установка: серия максимально упакованных колец планет в обитаемой зоне. Луны? Нет (подозреваю, они нарушат стабильность системы).
Меньшая масса дает нам 52 планеты на орбитальное кольцо.
Давайте воспользуемся ретроградным улучшением. Мы можем упаковать орбиты планет более плотно, если соседние планеты вращаются вокруг звезды в противоположном направлении. Для наших целей кольца планет с нечетными номерами (1, 3, 5, 7) будут вращаться в прямом направлении, а кольца с четными номерами (2, 4, 6, 8) — в ретроградном направлении. Если вам интересно, програда идет против часовой стрелки, если смотреть сверху на северный полюс.
Собирая вместе, мы получаем:
Стабильная система с 416 планетами в обитаемой зоне.Планеты на красных орбитах вращаются вокруг звезды в противоположном смысле, как планеты на синих орбитах. (Подробнее см. Абсолютная ретроградная Солнечная система)В ранней Солнечной системе могло быть три пригодных для жизни планеты до того, как Венера и Марс испортились. Система TRAPPIST-1 имеет три планеты размером с Землю в обитаемой зоне (четыре, если вы чувствуете себя щедрым). В наших первых двух совершенных Солнечных системах мы поместили 24 и 36 обитаемых миров в обитаемую зону. Это было уже довольно круто.
Теперь у нас 416 планет в обитаемой зоне одной звезды! Это уже смешно! Это целая 16-звездочная Солнечная система!
Я могу думать только об одном способе формирования нашей системы из 416 планет.Должно быть, он был специально создан сверхразумной развитой цивилизацией. Я называю это Совершенно спроектированной солнечной системой.
Вы можете спросить: , если бы цивилизация была достаточно развитой, чтобы создать такую сложную планетную систему, не могли бы они просто дать любой планете подходящие условия для жизни? Что ж, я думаю, это имеет смысл (хотя вы вроде как проливаете дождь на мой парад здесь).
Давайте сделаем еще один шаг вперед.Если предположить, что эта сверхсовременная цивилизация обитает только на одной звезде, какую самую грандиозную планетную систему она могла бы создать?
Я могу придумать одно ограничение, которое трудно преодолеть. Это тот самый, что потопил Высшую 16-звездную Солнечную систему. Ни одна звезда не существует изолированно. На область, превышающую примерно 1000 астрономических единиц (помните, 1 а.е. = расстояние от Земли до Солнца), действуют другие части Галактики. Проходящие мимо звезды, спиральные рукава и облака газа создают небольшие гравитационные удары, которые складываются и могут дестабилизировать вещи.Таким образом, даже развитые цивилизации захотят сохранить свою причудливую систему в пределах 1000 а.е.
Это означает, что колец планет будет намного больше, поэтому расстояние между кольцами должно быть немного шире, чтобы все было стабильно. Если мы будем использовать планеты размером с Землю (вместо планет с половинной массой Земли), то вот что мы получим.
Мегасистема с 57 кольцами вращающихся планет от внутреннего края обитаемой зоны до 1000 астрономических единиц. Каждое кольцо содержит 42 Земли, равномерно расположенных по орбите.Планеты на красных орбитах вращаются вокруг звезды в противоположном направлении от планет на синих орбитах.Есть 57 колец по 42 планеты в каждом. Это 2394 планеты! Смешной! Большинство из них холоднее, чем обитаемая зона, но эй, эта развитая цивилизация могла бы просто бросить сферу Дайсона, чтобы согреть их!
Я действительно построил эту нелепую систему довольно консервативным способом. Я не включал планеты на орбитах, более горячих, чем внутренний край обитаемой зоны, и использовал планеты большего размера, чем в выбранной нами системе.
Что, если бы эта цивилизация смогла сохранить жизнь
[ОБНОВЛЕНИЕ: здесь начинается новая серия статей по созданию солнечной системы ultimate ]
Солнечная система — разочарование. Он действительно содержит обитаемую планету с лесами, океанами, фрисби и пивом (Земля). Но у него только один. Есть пара миров с некоторым потенциалом, но они тоже довольно разочаровывают. Спутники Юпитера Европа и Ганимед содержат жидкую воду, но она скрыта под милями льда.Спутник Сатурна Титан имеет атмосферу и озера, но они сделаны из жидкого этана. Кажется, что на поверхности Марса давным-давно была жидкая вода, но теперь это просто холодная стерильная пустыня. Жалкий.
Где наши инопланетные соседи? С кем мы собираемся торговать космосом, вести космические войны или играть против них? Мы все читали и смотрели достаточно научной фантастики, чтобы знать, что это потрясающие вещи. Так почему бы не нам? Что ж, звезды смехотворно далеки друг от друга, и межзвездные путешествия не будут происходить надолго, так что это исключено.Наша единственная надежда на действия инопланетян связана с другими планетами нашей собственной планетной системы.
Давайте попробуем мысленный эксперимент, чтобы заново представить Солнечную систему. Цель состоит в том, чтобы максимально увеличить количество пригодных для жизни миров. Обратите внимание, что мы говорим о мире , а не только о планетах. Некоторыми из лучших кандидатов на жизнь могут быть большие луны или то, что мы сейчас называем малыми планетами ; это такие объекты, как Плутон, которые слишком маленькие, чтобы называться планетами.
В игре два правила:
Давайте подведем итоги того, с чем нам предстоит работать. Во-первых, это планеты и малые планеты. Вы можете сказать, насколько меньше малые планеты.
Планеты и малые планеты Солнечной системы.Из Википедии.А вот и самые интересные луны.
Большие спутники Солнечной системы, например, Земля. Спутники упорядочены по орбите вокруг планеты. Из Википедии.Какие из этих тел имеют потенциал к жизни? Это сложный вопрос, потому что а) мы не знаем, какие еще виды жизни могут существовать там, и б) даже для такой жизни, как наша, мы не знаем точных условий, которые необходимы на планете, чтобы сделать ее пригодной для жизни. .
Итак, давайте еще раз упростим ситуацию.Допустим, любая жизнь в нашей новой Солнечной системе нуждается в жидкой воде. Это означает, что им нужна вода (в виде воды или льда), источник тепла и необходимое количество тепла (для производства воды, а не только льда). Таким образом, миры должны вращаться вокруг Солнца в обитаемой зоне с жидкой водой, в орбитальном поясе, внутри которого вода на планетах, таких как Земля, будет жидкой. Для Солнца обитаемая зона простирается примерно от 0,9 до 1,6 расстояния от Земли до Солнца, составляющего 1 а.е. (хотя это обсуждается). Сухие, похожие на «дюны» планеты могут быть обитаемы чуть ближе к Солнцу.И планеты с сумасшедшим наклоном орбиты или очень толстой атмосферой могут быть пригодны для обитания немного дальше.
Конечно, существуют и другие формы тепла. Галилеевы спутники Юпитера, в частности Ио, Европа и Ганимед, постоянно растягиваются и изгибаются под действием мощной гравитации Юпитера и, таким образом, нагреваются изнутри. Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе. У Европы и Ганимеда есть подземные океаны жидкой воды, которые стали возможными благодаря этому внутреннему источнику тепла.
Давайте посмотрим на наших лучших кандидатов на всю жизнь:
Газовые гиганты были исключены, потому что у них нет твердых поверхностей. Ртуть была исключена, потому что в ней очень мало воды. Ио был исключен, потому что он засушливый и покрытый вулканами (хотя, вероятно, это просто из-за слишком сильного нагрева).
Теперь нам нужно втиснуть как можно больше пригодных для жизни миров в узкую полосу орбит, где эти миры действительно могут быть обитаемыми.Уловка в этом заключается в том, чтобы использовать луны в наших интересах. Мы можем заменить Луну на Земле более подходящим кандидатом для жизни. Мы также можем поместить Юпитер в обитаемую зону и оставить четыре его орбиты открытыми для обитаемых миров! Итак, вот новая, лучшая Солнечная система, которую я придумал:
Переосмысленная Солнечная система с семью потенциально живыми планетами! Жилая зона с жидкой водой заштрихована зеленым цветом.Я вывел Марс на сегодняшнюю орбиту Венеры, самую горячую орбиту, которую, как мы думаем, может выдержать жизнь.Марс занял это место, потому что более сухим планетам легче оставаться обитаемыми на близких орбитах. Земля находится на своей текущей орбите — зачем связываться с успехом? — но спутник Сатурна Титан был заменен на Луну. Юпитер находится на 1,5 а.е. (текущая орбита Марса), на самой удаленной орбите в обитаемой зоне. Два самых многообещающих спутника Юпитера, Европа и Ганимед, остались на месте, но его внутренняя луна Ио была заменена на малую планету Эрида, а внешняя луна Каллисто была заменена Венерой. Количество тепла, выделяемого гравитацией Юпитера, зависит от размера планеты, поэтому у маленького, богатого водой тела, такого как Эрида, есть шанс не поджариться или не высохнуть слишком быстро.А ранняя Венера — не нынешняя адская Венера, а молодая с океанами — могла быть вполне пригодна для обитания на прохладной орбите вне других спутников.
Вот и все. В Солнечной системе могло быть семь пригодных для жизни миров вместо одного. Представьте себе все межпланетные или межлунные споры, места отдыха (маленькие океанические миры!) И встречи с инопланетянами, которые вы могли бы иметь в моей новой, более совершенной Солнечной системе! Намного интереснее и живее, чем настоящая Солнечная система!
Сообщите мне свои мысли: есть ли даже лучшая Солнечная система, чем та, которую я придумал?
Конечно, реальный диапазон орбитальных конфигураций и планетных характеристик намного шире, чем то, что содержится в Солнечной системе.Упаковывая планеты, которые лучше всего подходят для жизни, в более узкие и более узкие орбитальные конфигурации в обитаемой зоне, можно было бы создать еще лучшую планетную систему (для жизни).
ОБНОВЛЕНИЕ(12 июня 2013 г.): Я проверил орбитальную стабильность новой Солнечной системы и обнаружил, что она стабильна как минимум 50 миллионов лет. Однако интересно то, что орбитальные формы некоторых планет будут другими. В частности, орбита Земли будет более вытянутой; это измеряется с использованием орбитального эксцентриситета , где нулевое значение представляет собой круг.В реальной Солнечной системе эксцентриситет Земли колеблется вверх и вниз между нулем и 0,06, что означает, что ее орбита всегда остается почти идеально круговой. На изображении ниже показано, что в нашей новой Солнечной системе эксцентриситет Земли будет колебаться сильнее. За миллион лет эволюции эксцентриситет колеблется вверх и вниз в диапазоне от 0,02 до 0,2. Чем больше растянута орбита планеты, тем больше света она улавливает от звезды. Таким образом, по мере изменения эксцентриситета новой Земли изменяется и эффективная яркость звезды, хотя в данном случае только примерно на 2%.Тем не менее, стоит отметить, что изменение орбиты планеты во времени может иметь большое влияние на климат планеты (например, вызывая периодические оледенения).
Как форма орбиты Земли меняется за 1 миллион лет в нашей новой Солнечной системе, рассчитано на основе компьютерного моделирования.Итак, изменив порядок орбит в новой Солнечной системе, мы по сути изменим долгосрочную орбитальную динамику системы. Еще неизвестно, как это повлияет на климат планет и лун.Дайте мне знать, если кто-то хочет запустить климатические модели новой Солнечной системы!
[Отказ от ответственности: любознательным из вас я должен отметить несколько предостережений в отношении этого анализа. Во-первых, я не учел тот факт, что вам, вероятно, потребуется минимальная масса, примерно в 0,1 раза превышающая массу Земли, чтобы оставаться в атмосфере в течение миллиардов лет в обитаемой зоне.