Солнечная система

Со'лнечная систе'ма,система небесных тел (Солнце, планеты, спутники планет, кометы, метеорные тела, космическая пыль), двигающихся в области преобладающего гравитационного влияния Солнца. Наблюдаемые размеры С. с. определяются орбитой Плутона (около 40 а. е.). Однако сфера, в пределах которой возможно устойчивое движение небесных тел вокруг Солнца, простирается почти до ближайших звёзд (230000 а. е.). Информацию о далёкой внешней области С. с. получают при наблюдениях приближающихся к Солнцу долгопериодических комет и при изучении космической пыли, заполняющей всю С. с. Общая структура С. с. была раскрыта Н. (середина 16 в.), который обосновал представление о движении Земли и др. планет вокруг Солнца. Гелиоцентрическая система Коперника впервые дала возможность определить относительные расстояния планет от Солнца, а следовательно, и от Земли. И. открыл (начало 17 в.) законы движения планет, а И. сформулировал (конец 17 в.) закон всемирного тяготения. Эти законы легли в основу , исследующей движение тел С. с. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в С. с., стало возможным только после изобретения Г. телескопа: в 1609 Галилей впервые направил изготовленный им маленький телескоп на Луну, Венеру, Юпитер и Сатурн и сделал ряд поразительных для его эпохи открытий (см. ). Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

  По физическим характеристикам большие разделяются на внутренние (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и внешние планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Физические характеристики Плутона качественно отличны от характеристик планет-гигантов, и потому он не может быть отнесён к их числу.

  Обширная программа наблюдений, выполненная в 1963 американским астрономом К. Томбо для поиска планет, находящихся за пределами орбиты Плутона, не дала положительных результатов. В табл. приведены оскулирующие элементы орбит (см. ) больших планет (по Остервинтеру и Когену, США, 1972). Орбиты больших планет мало наклонены друг к другу и к фундаментальной плоскости С. с. (т. н. ).

Элементы планетных орбит (по данным на 1973)

 Около 90% естественных группируется вокруг внешних планет, причём Юпитер и Сатурн сами представляют системы, подобные С. с. в миниатюре. Некоторые спутники имеют весьма большие размеры; так, спутник Юпитера Ганимед по размерам превосходит планету Меркурий. Сатурн, кроме десяти спутников, обладает системой колец, состоящих из большого количества мелких тел, движение которых соответствует законам Кеплера; по сути дела эти тела представляют собой также спутники Сатурна. Радиус внешнего кольца составляет 2,3 радиуса Сатурна, т. е. кольца расположены внутри .

  К 1976 вычислены точные орбиты свыше 2 тыс. ; их орбиты расположены главным образом между орбитами Марса и Юпитера. Орбиты малых планет по форме и положению могут существенно отличаться от орбит больших планет; в частности, их наклоны к плоскости эклиптики достигают 52°, а эксцентриситеты 0,83. Вследствие больших эксцентриситетов некоторые планеты приближаются к Солнцу ближе Меркурия и удаляются от него на расстояние орбиты Сатурна. Общее число малых планет, доступных современным телескопам, оценивается в 40 000.

  Движение (и вращение вокруг осей) планет и их спутников, рассматриваемое с Сев. полюса мира, происходит против часовой стрелки (прямое движение). Исключение представляют вращение Венеры и Урана и обратное движение некоторых спутников вокруг планет. Расстояния между орбитами больших планет описываются эмпирическим .

   по внешнему виду, размерам и характеристикам своих орбит резко отличаются от др. тел С. с. Периоды обращения комет могут достигать нескольких млн. лет, причём в афелии такие кометы приближаются к границам С. с., испытывая гравитационные возмущения от ближайших звёзд. Орбиты комет имеют любые наклоны от 0° до 180°. Общее количество комет оценивается сотнями млрд.

  Метеорные тела (см. ) и заполняют всё пространство С. с. На движение космической пыли влияет не только притяжение Солнца и планет, но и солнечная радиация, а на движение электрически заряженных частиц - также и магнитные поля Солнца и планет. Внутри орбиты Земли плотность космической пыли возрастает, и она образует облако, окружающее Солнце, видимое с Земли как .

 Вопрос об устойчивости С. с. тесно связан с наличием вековых членов (см. ) в больших полуосях, эксцентриситетах и наклонах планетных орбит. Однако классические методы небесной механики не учитывают малые диссипативные факторы (например, непрерывную потерю Солнцем его массы), которые могут играть существенную роль в эволюции Солнечной системы в больших интервалах времени. С. с. участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительно круговой орбите со скоростью около 250 км\сек. Период обращения С. с. вокруг центра Галактики определяется в около 200 млн. лет. Вопрос о происхождении С. с. является одним из важнейших вопросов современного естествознания (см. ). Решение этого вопроса осложняется тем, что С. с. известна нам в единственном экземпляре. Предположения о существовании тёмных спутников планетных размеров у ближайших звёзд весьма вероятны, но пока не получили окончательного подтверждения. Возраст С. с. оценивается в 5 млрд. лет.

  Космическая эра открыла перед астрономией совершенно новые перспективы в изучении С. с. Советские и американские интенсивно исследуют внутренние планеты С. с. Советские космические зонды совершили мягкую посадку на Луну, Венеру, Марс. Первые космонавты (США) высадились на поверхность Луны (1969), американские космические зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» (1972-74) преодолели пояс малых планет и прошли в непосредственной близости от Юпитера. Планируются полёты к периодическим кометам и мягкая посадка космического аппарата на малую планету, приближающуюся к Земле на близкое расстояние. Человечество начинает практически осваивать внутреннюю область Солнечной системы.

  Лит. см. при статьях , , .

  Г. А. Чеботарев.

Схематический план Солнечной системы.

Сравнительные размеры Солнца и планет.

Солнечная фотосинтетическая установка

Со'лнечная фотосинтети'ческая устано'вка, для осуществления фотохимических реакций (см. ). С. ф. у. находятся в основном в стадии экспериментальных разработок (1975). Обычно С. ф. у. состоит из оптической системы (включая и ориентатор), фотохимического реактора (в виде стеклянного сосуда) и системы автоматического управления. Перспективны С. ф. у. для нитрозирования циклогексана в процессе производства (см. рис.). Их целесообразно эксплуатировать совместно с двумя вспомогательными - холодильной (поддерживающей постоянную температуру реактора) и химической (вырабатывающей вещества, необходимые для реакции нитрозирования). Вся группа установок может работать за счёт солнечной энергии, образуя единый комплекс.

Схема экспериментальной гелиоустановки для нитрозирования циклогексана: 1 - параболоцилиндрическое зеркало; 2 - ориентатор; 3 - привод вращения ориентатора; 4 - реактор; 5 - датчик системы автоматического управления.

Солнечная энергетическая станция

Со'лнечная энергети'ческая ста'нция, , отличающаяся повышенной мощностью (до тыс. кет). С. э. с. могут быть чисто тепловые (производящие только пар), электрические и комбинированные - типа ТЭЦ. Преобразование в них солнечной энергии в электрическую может быть непосредственным - либо осуществляться по классическому циклу паровой котёл - турбина - генератор, с применением . Разработаны 2 основных схемы С. э. с.: с большим числом (например, ~10 ³) одинаковых плоских отражателей, фокусирующих энергию солнечной радиации на общем паровом котле, и с параболоцилиндрическими концентраторами, каждый из которых снабжен отдельным трубчатым котлом. При твёрдом графике потребления энергии в энергосистеме С. э. с. необходимо дублировать станциями иного типа или снабжать . С. э. с. перспективны как источник энергии, не загрязняющий окружающую среду. Работы над проектами С. э. с. ведутся в СССР, США и др. странах; реализация проектов ожидается в 80-х гг. 20 в.

  Б. А. Гарф.

Солнечная энергетическая установка

Со'лнечная энергети'ческая устано'вка, , улавливающая солнечную радиацию и преобразующая её энергию в тепловую или электрическую. Соответственно различают тепловые и электрические С. э. у. В исторически первых С. э. у. - тепловых - конечным продуктом являются горячая вода (см. ), технологический пар, пресная вода (см. ) или искусственный холод. Электрические С. э. у. в зависимости от принципа преобразования могут быть фотоэлектрическими (см. ), термоэлектрическими (см. ), термоэмиссионными (см. ) или С. э. у. с машинным циклом (см. ).

 В низкотемпературных С. э. у. используют солнечную радиацию естественной плотности. Получаемая в них, например, горячая вода (с температурой до 60-70 °С) идёт на отопление помещений, а пары низкокипящих жидкостей (фреонов, хлорэтила и др.) используются для привода специальных турбин и в холодильных машинах. Температурный эффект и кпд таких С. э. у. улучшают, придавая их поглощающим поверхностям селективные свойства (см. ). В высокотемпературных С. э. у. плотность излучения повышают в 10 ²-10 ⁴раз, для чего применяют оптические (главным образом зеркальные) концентраторы солнечной радиации ( ).

 С. э. у. находят как наземное, так и космическое применение. Наземные С. э. у. применяются в незначительных масштабах (1975) из за их высокой стоимости, а также ограничений, накладываемых климатическими условиями. Космические С. э. у. используются для автономного энергоснабжения искусственных спутников Земли и др. космических аппаратов. Перспектива развития С. э. у. связана с истощением запасов минеральных видов топлива, с обострением проблемы сохранения чистоты окружающей среды, с ростом темпов освоения околосолнечного космоса.

  Лит.:Исследования по использованию солнечной энергии, пер. с англ., М., 1957; Вейнберг В. Б., Оптика в установках для использования солнечной энергии, М., 1958; Использование солнечной энергии при космических исследованиях. Сб. ст., пер. с англ., М., 1964; Ласло Т., Оптические высокотемпературные печи, пер. с англ., М., 1968.

  Д. И. Тепляков.

Солнечники (подкласс простейших)

Со'лнечники(Heliozoa), подкласс класса . Тело обычно шаровидное, с расходящимися во все стороны, подобно лучам, отростками - псевдоподиями, имеющими плотные протоплазматические осевые нити. Среди С. имеются как голые формы, так и снабженные наружным кремнезёмным скелетом. Ядро одно или их много. Большинство С. - пресноводные или морские планктонные организмы; некоторые прикрепляются к субстрату при помощи стебелька. Питаются водорослями, простейшими, коловратками и др.; для овладения более крупной добычей сливаются по нескольку. Имеют сократительные вакуоли. Размножаются обычно делением надвое; у части С. открыт половой процесс, гаметы имеют вид небольших С.

Солнечник (Actinospherium eichorni).

Солнечники (рыбы)

Со'лнечники,рыбы-солнечники (Zeiformes), отряд рыб, близких к . Тело обычно сжато с боков, высокое; в анальном плавнике имеется 1-4 колючки, в брюшных плавниках 6-9 колючек. Рот, выдвигаясь во время захвата пищи, образует широкую трубку. 3-6 семейств, включающих около 50 видов. Живут у берегов и по склону материковой отмели тропических и тёплых морей; преимущественно глубоководные (некоторые виды обитают глубже 1000 м). Типичный представитель - обыкновенный С. (Zeus faber); длина обычно 20-30 см, иногда до 50 см; весит до 8 кг; на боку - чёрное пятно. Распространён в восточной части Атлантического океана и в Средиземном море; держится в основном в придонных слоях воды на глубине 100-500 м. Хищник; питается преимущественно сельдью, сардиной, песчанкой. Промысловое значение невелико. Это единственный вид отряда С., изредка встречающийся в водах СССР (в Чёрном море).

  Лит.:Световидов А. Н., Рыбы Чёрного моря, М. - Л., 1964; Никольский В. Г., Частная ихтиология, 3 изд., М., 1971; Жизнь животных, т. 4, ч. 1, М., 1971.

  В. М. Макушок.

Обыкновенный солнечник.

Солнечногорск

Солнечного'рск,город областного подчинения (в результате слияния в 1928 с. Солнечная Гора и пристанционного посёлка Подсолнечное был образован поселок Солнечногорский; с 1938 - город), центр Солнечногорского района Московской области РСФСР. Расположен на берегу Сенежского озера, на шоссе Москва - Ленинград. Ж.-д. станция (Подсолнечная) в 65 кмк С.-З. от Москвы. 38 тыс. жителей (1975). Заводы: по производству металлической сетки, стекольный. На Сенежском озере - рыболовно-спортивное хозяйство. Вблизи - санатории, дома отдыха, пионерские лагеря.

Солнечнодольск

Солнечнодо'льск,посёлок городского типа в Изобильненском районе Ставропольского края РСФСР. Расположен в 16 кмот ж.-д. станции Передовая (на линии Кавказская - Элиста). Строится Ставропольская ГРЭС (мощность 3600 Мвт); в 1975 введён в эксплуатацию 1-й агрегат.

Солнечное

Со'лнечное(до 1948 - Ойллила), посёлок городского типа в Ленинградской области РСФСР, подчинён Сестрорецкому райсовету г. Ленинграда. Расположен на северном берегу Финского залива Ж.-д. станция в 35 кмот Ленинграда. Детский санаторий «Солнечное», дом отдыха «Взморье» (см. ). Назван в память о постановке здесь в летнем театре в 1905 пьесы М. Горького « Дети солнца».

Солнечное затмение

Со'лнечное затме'ние,см. .

Солнечное кольцо

Со'лнечное кольцо',прибор для определения поправки часов из наблюдений Солнца по методу соответствующих высот. Представляет собой металлическое кольцо, которое подвешивается в вертикальном положении на остриё, что обеспечивает неизменное положение кольца относительно вертикали (см. рис.). На расстоянии около 45° от острия в ободе кольца имеется небольшое отверстие, а на противоположной внутренней поверхности кольца наклеена шкала с произвольными (обычно миллиметровыми) делениями. Повернув кольцо так, чтобы его плоскость проходила через Солнце, замечают по проверяемым часам, не позже чем за 2 чдо полудня, момент прохождения светлого кружка, образуемого солнечными лучами, через некоторое деление шкалы. Наблюдения повторяют после полудня и отмечают второй момент прохождения кружка через то же деление шкалы. Полусумма этих моментов с точностью до полминуты даёт показание часов в истинный полдень. Прибавляя , получают показание часов в средний солнечный полдень; учитывая затем географическую долготу места наблюдения и номер часового пояса, вычисляют поясное время, а затем и поправку часов. С. к. как прибор для приближённого измерения зенитного расстояния Солнца было описано ещё в 16 в., а для определения времени по соответствующим высотам Солнца применено С. П. (сначала в форме треугольника) в 1873.

  Лит.:Глазенап С. П., Друзьям и любителям астрономии, 3 изд., М. - Л., 1936.

Солнечное кольцо Глазенапа.

Солнечное сплетение

Со'лнечное сплете'ние,чревное сплетение, совокупность нервных элементов, концентрирующихся в брюшной полости вокруг начала чревной и верхней брыжеечной артерий человека. В состав С. с. входят правый и левый чревные узлы, непарный верхний брыжеечный узел и многочисленные нервы, которые отходят от узлов в разные стороны наподобие лучей солнца (отсюда название). Узлы С. с. состоят из многоотростчатых нервных клеток, на телах и отростках которых заканчиваются разветвления преганглионарных волокон, прошедших без перерыва узлы пограничного симпатического ствола. Нервы С. с., помимо чувствительных и парасимпатических волокон, содержат многочисленные постганглионарные симпатические волокна, которые являются отростками клеток его узлов и иннервируют железы и мускулатуру сосудов диафрагмы, желудочно-кишечного тракта, селезёнки, почек с надпочечниками и др. органов. См. также , .

Солнечно-земные связи

Со'лнечно-земны'е свя'зи,реакция Земли (её внешних оболочек, включая ) на изменение . Уровень солнечной активности (число активных областей и солнечных пятен, количество и мощность солнечных вспышек и т.д.) изменяется с периодом около 11 лет. Существуют также слабые колебания величины максимумов 11-летнего цикла с периодом около 90 лет. На Земле 11-летний цикл прослеживается на целом ряде явлений органической и неорганической природы (возмущения магнитного поля, полярные сияния, возмущения ионосферы, изменение скорости роста деревьев с периодом 11 лет, установленным по чередованию толщины годовых колец, и т.д.). На земные процессы оказывают также воздействие отдельные активные области на Солнце и происходящие в них кратковременные, но иногда очень мощные вспышки. Время существования отдельной активной области на Солнце может достигать 1 года. Вызываемые этой областью возмущения в магнитосфере и верхней атмосфере Земли повторяются через 27 сут(с наблюдаемым с Земли периодом вращения Солнца). Наиболее мощные проявления солнечной активности - солнечные (хромосферные) вспышки - происходят нерегулярно (чаще вблизи периодов максимальной активности), длительность их составляет 5-40 мин, редко несколько часов. Энергия хромосферной вспышки может достигать ~10 ³² эрг(~10 ²⁵ дж), из выделяющейся при вспышке энергии лишь 1-10% приходится на электромагнитное излучение в оптическом диапазоне. По сравнению с полным излучением Солнца в оптическом диапазоне энергия вспышки невелика (~10 ^–5-10 ^–6), но коротковолновое излучение вспышки и генерируемые при вспышке быстрые электроны, а иногда солнечные могут дать заметный вклад в рентгеновское и корпускулярное излучение Солнца. В периоды повышения активности Солнца его рентгеновское излучение увеличивается в диапазоне 30-10 нмв 2 раза, в диапазоне 10-1 нмв 3-5 раз, в диапазоне 1-0,2 нмболее чем в 100 раз. По мере уменьшения длины волны излучения вклад активных областей в полное излучение Солнца увеличивается, и в последнем из указанных диапазонов практически всё излучение обусловлено активными областями. Жёсткое рентгеновское излучение с длиной волны l<0,2 нмпоявляется в спектре Солнца лишь на короткое время после вспышек.

  В ультрафиолетовом диапазоне (l от 180 до 350 нм) излучение Солнца за 11-летний цикл меняется всего на 1-10%, а в диапазоне 290-2400 нмостаётся практически постоянным и составляет 3,6Ч10 ³³ эрг/ сек, или 3,6Ч10 ²⁶ вт.

 Постоянство энергии, получаемой Землёй от Солнца (см. ), обеспечивает стационарность теплового баланса Земли. Солнечная активность существенно не сказывается на энергетике Земли как планеты, но отдельные компоненты излучения хромосферных вспышек и активных областей могут оказывать значительное влияние на многие физические, биофизические и биохимические процессы на Земле.

  Активные области являются мощным источником корпускулярного излучения. Частицы с энергиями около 1 кэв(в основном протоны), распространяющиеся вдоль силовых линий межпланетного магнитного поля из активных областей, усиливают -поток частиц, непрерывно испускаемых Солнцем. Эти усиления (порывы) солнечного ветра часто повторяются через 27 дней и называются рекуррентными. Аналогичные потоки, но ещё большей энергии и плотности, возникают при вспышках. Они вызывают т. н. спорадические возмущения солнечного ветра и достигают Земли за интервалы времени от 8-10 чдо 2 сут. Протоны высокой энергии (от 100 Мэвдо 1 Гэв) от очень сильных «протонных» вспышек и электроны с энергией 10-500 кэв, входящие в состав солнечных космических лучей, приходят к Земле через десятки минут после вспышек; несколько позже приходят те из них, которые попали в «ловушки» межпланетного магнитного поля и двигались вместе с солнечным ветром. Коротковолновое излучение и солнечные космические лучи (в высоких широтах) ионизуют земную атмосферу, что приводит к колебаниям её прозрачности в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, а также к изменениям условий распространения коротких радиоволн (в ряде случаев наблюдаются нарушения коротковолновой радиосвязи, см. ).

 Усиление солнечного ветра, вызванное вспышкой, приводит к сжатию с солнечной стороны, усилению токов на её внешней границе, частичному проникновению частиц солнечного ветра в глубь магнитосферы (в зону авроральной радиации), пополнению частицами высоких энергий и т.д. (см. , раздел III). Эти процессы сопровождаются колебаниями напряжённости геомагнитного поля ( ), и др. геофизическими явлениями, отражающими общее возмущение магнитного поля Земли (см. ).

 Т. о., воздействие активных процессов на Солнце (солнечных бурь) на геофизические явления осуществляется как коротковолновой радиацией, так и через посредство магнитного поля Земли. По-видимому, эти факторы являются главными и для физико-химических, и биологических процессов (см. ). Проследить всю цепь связей, приводящих к 11-летней периодичности многих процессов на Земле, пока не удаётся, но накопленный обширный фактический материал не оставляет сомнений в существовании таких связей. Так, была установлена корреляция между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, колебаниями уровня озёр, урожаями с.-х. культур, размножением и миграцией насекомых, эпидемиями гриппа, тифа, холеры, числом сердечно-сосудистых заболеваний и т.д. Эти данные указывают на постоянно действующие С.-з. с. Раскрытие механизмов С.-з. с. представляет большой научный и практический интерес. В частности, на этой основе может быть значительно повышена точность долгосрочных прогнозов погоды и необходимых для космонавтики прогнозов интенсивности корпускулярных потоков в околоземном пространстве. Влияние С.-з. с. на физические процессы изучает , влияние на биологические процессы - , на погоду - гелиометеорология.

  Лит.:Эллисон М. А., Солнце и его влияние на Землю, М., 1959; Солнечно-земная физика. Сб., пер. с англ., М., 1968; Влияние солнечной активности на атмосферу и биосферу Земли, М., 1971; Ч ижевский А. Л., Земное эхо солнечных бурь, М., 1973.

  М. А. Лившиц.

Солнечные пятна

Со'лнечные пя'тна,тёмные образования, наблюдаемые в фотосфере Солнца. Поперечники С. п. достигают 200 000 км; их температура ниже температуры фотосферы на 1-2 тыс. градусов (4500 К и ниже), вследствие чего они в 2-5 раз темнее фотосферы. Среднее годовое число С. п. изменяется с периодом 11 лет. См. , .

  Лит.:Брей Р., Лоухед Р., Солнечные пятна, пер. с англ., М., 1967.

Солнечные сутки

Со'лнечные су'тки,см. .

Солнечные цапли

Со'лнечные ца'пли(Eurypygidae), семейство птиц отряда журавлеобразных; единственный представитель семейства - Eurypyga helias. Длина тела около 45 см. Оперение мягкое, густое с поперечным и крапчатым рисунком белого, серого, чёрного и каштанового цвета. Распространены в тропической Америке от Южной Мексики до Центральной Бразилии. Держатся скрытно, одиночками и парами в тенистых, часто заболоченных лесах по берегам водоёмов; лишь во время тока самец, развернув широкие крылья и хвост, выходит на поляны. Наземные птицы. Питаются насекомыми, рачками, рыбками. Гнёзда из растительного материала и грязи, чаще на деревьях или кустарниках. В кладке 2 яйца. Насиживают около 28 суток.