Сучасні астрономи вважають, що спочатку утворилася сонячна туманність у вигляді газово-пилової хмари, яка потім стала стискатися під дією гравітаційних сил. Можливо, це стиснення було прискорене зовнішніми чинниками – наприклад, вибухом недалекої наднової. У центрі хмари утворилося Сонце, під дією гравітаційного тиску в його центрі почалася термоядерна реакція, що продовжується і понині. З величезної сплощеної газово-пилової хмари,що оточувала Сонце, утворилася планетна система. Земля і споріднені з нею планети (Меркурій, Венера, Марс) акумулювалися з твердих тіл і часток, а у формуванні планет-гігантів (Юпітер, Сатурн) і зовнішніх планет (Уран, Нептун) брав участь поряд з твердими тілами також і газ. Спочатку навколо Сонця утворилися планетозімалі – кам’янисті тіла неправильної форми. Їх розміри різнилися від зовсім невеликих до сотень кілометрів у поперечнику. Досить швидко, через якісь десятки тисяч років, планетозімалі перетворилися на протопланети діаметром 100-500 кілометрів. Вважається, що планеті земного типу знадобилося потім близько 100 мільйонів років, щоб вирости до сучасних розмірів шляхом акумулювання мас більш дрібних небесних тіл.

Про розміри Сонячної системи

У порівнянні з іншими планетами наша Земля розташована досить близько до Сонця, хоча і не є найближчою до нього. Середня відстань від Землі до Сонця становить близько 150 мільйонів кілометрів, або, як кажуть астрономи, одну астрономічну одиницю довжини. Середня відстань від Сонця до Плутона, який ще зовсім недавно вважали найвіддаленішої від світила планетою, так само приблизно 40 астрономічним одиницям, або майже 6 мільярдів кілометрів. За орбітою Плутона лежить гігантська кометна хмара Оорта, що тягнеться в межах сфери з радіусом 100-150 тисяч астрономічних одиниць, або 15-22 квінтильйонів кілометрів (квінтильйонів – мільярд мільярдів). Щоб більш наочно уявити масштаби Сонячної системи, звернемося до її моделі, наведеної І. С. Шкловським в книзі «Всесвіт, життя, розум». Нехай Сонце зображується більярдною кулею діаметром 7 сантиметрів. Тоді найближча до Сонця планета – Меркурій перебуває від нього (в цьому масштабі) на відстані 2,8 метра, Земля – ??на відстані 7,6 метра, Юпітер віддалений на відстань близько 40 метрів, а далекий Плутон – на відстань близько 300 метрів. У цьому масштабі радіус сфери Оорта склав би близько тисячі кілометрів.

Розміри моделі Сонячної системи побудованої в штаті Мен

Музей науки в штаті Мен (США) недостатньо багатий, щоб мати справжній планетарій. Тому його співробітники побудували модель Сонячної системи в масштабі 1: 93 000 000. Вона простягнулася вздовж місцевої автодороги довжиною 40 миль (64 кілометра). Ідея виникла, коли директор музею зауважив, що довжина дороги чисельно відповідає відстані від Сонця до Плутона, вираженого в астрономічних одиницях (40 астрономічних одиниць). У цій моделі Сонце у вигляді 15-метрової кулі розташоване в будівлі музею. Уздовж дороги розставлені ж планети із сталі і склопластику. Юпітер має діаметр 1,5 метра, Плутон – близько 2,5 сантиметра. Поряд з Плутоном розташований його супутник Харон діаметром 9 міліметрів. Якщо по узбіччю дороги бігти або їхати на велосипеді зі швидкістю 11 кілометрів на годину, це буде відповідати руху по Сонячній системі зі швидкістю світла. В такому масштабі радіус сфери Оорта склав би близько 200 тисяч кілометрів, а відстань до найближчої зірки (Проксима Кентавра) – 425 тисяч кілометрів (для порівняння: середня відстань центру Місяця від центра Землі становить 384 400 кілометрів).

Як розподілена маса в Сонячній системі?

Загальна маса Сонячної системи складає близько 2 трильйонів квадрильйонів (число, яке виражається двійкою з 27 нулями) тонн, з яких на частку Сонця припадає 99,866 відсотків. Звідси випливає, що маса Сонця приблизно в 750 разів більша за масу всіх інших тіл Сонячної системи. Загальна маса всіх планет становить 0,134 відсотка загальної маси Сонячної системи і дорівнює 447,8 маси Землі. Загальна маса супутників планет становить 12 відсотків маси Землі, загальна маса малих тіл (астероїдів) – 0,03 відсотка від маси Землі, а загальна маса комет і метеоритної речовини – одну мільярдну частину маси Землі.

Планети Сонячної системи

Планети Сонячної системи поділяють на два види: планети земної групи (Меркурій, Венера, Земля і Марс) і газоподібні планети (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун). Планети земної групи названі так з огляду на близькість їх фізичних характеристик до фізичних характеристик Землі. У цих планет тверда поверхня і відносно висока середня щільність, яка знижується в міру віддалення від Сонця з 5,43 (Меркурій) до 3,94 (Марс) грама на кубічний сантиметр. При формуванні планет земної групи їх близькість до Сонця не дозволила в «вихідному матеріалі» (газово-пилової туманності) зберегтися значній кількості таких летючих елементів, як водень, гелій і вода. Середня щільність газоподібних планет значно нижча, ніж у планет земної групи. Найбільшу має Нептун (1,76 грама на кубічний сантиметр), а у Сатурна вона становить лише 0,7 грама на кубічний сантиметр (менше щільності води). Ці планети формувалися на досить великій відстані від Сонця, тому в їхній хімічний склад домінують водень і гелій, а тверде ядро ??становить дуже незначну частину від загальної маси планети.

З планет Сонячної системи найближче до світила розташовується Меркурій. Середній радіус орбіти цієї планети становить 57,9 мільйона кілометрів, а в перигелії вона віддалена від Сонця всього на 45,9 мільйона кілометрів. Ще зовсім недавно в будь-якому астрономічному довіднику можна було прочитати, що більше всіх віддалений від світила на своєму шляху навколо нього Плутон. Він обертається по орбіті із середньою відстанню від Сонця 5868,9 мільйона кілометрів, а в афелії віддаляється на 7375000000 кілометрів. Однак у серпні 2006 року Плутон був позбавлений статусу планети. У зв’язку з цим найвіддаленішою від Сонця планетою вважається Нептун (як і до 1930 року). Він обертається по орбіті із середньою відстанню від Сонця 4491,1 мільйона кілометрів, а в афелії віддаляється від нього на 4537000000 кілометрів.

Які об’єкти Сонячної системи отримали назву «плутіно» і чому?

Наприкінці 1992 року за орбітою Нептуна вперше був виявлений об’єкт діаметром близько 280 кілометрів, що одержав позначення 1992 QBI. До травня 2001 року було відкрито вже близько 370 транснептунових об’єктів. Серед них виділяється група об’єктів, орбітальні періоди яких близькі орбітальному періоду Плутона (248 років) і співвідносяться з орбітальним періодом Нептуна (165 років) як 3: 2. Це означає, що поки такий об’єкт (як і Плутон) двічі обходить свою орбіту навколо Сонця, Нептун проходить по своїй орбіті тричі. Така синхронізація орбіт дозволяє цим об’єктам (як і Плутона) перетинати орбіту Нептуна, не ризикуючи опинитися до нього надто близько. У зазначеному відношенні ці транснептунові об’єкти є як би молодшими (за розміром) братами Плутона, чому вони і отримали назву «плутіно». Найбільший з відомих у даний час плутіно (2004 DW) відкрито в лютому 2004 року. За оцінками, його діаметр становить 840-1800 кілометрів.