Помимо собственно Солнца в состав его системы входят девять больших планет со спутниками, несколько десятков тысяч малых планет (астероидов), большое множество комет и неисчислимое количество мелких метеорных тел.
Планеты расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния планет от Солнца образуют закономерную последовательность: промежутки между орбитами планет приблизительно удваиваются при переходе от каждой из них к следующей, более удаленной от нашего дневного светила.
Планеты делятся на две группы, отличающиеся друг от друга по массе, химическому составу, скорости вращения и количеству спутников. Ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс) называют планетами земной группы. Они сравнительно невелики по своим размерам, имеют примерно одинаковый химический состав и состоят преимущественно из тяжелых элементов. Так, например, средняя плотность вещества Земли составляет 5,52 единицы, где за единицу принимается плотность воды.
У второй группы планет — гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) значительную часть массы составляет водород и его соединения с углеродом или с азотом (соответственно метаном и аммиаком). От поверхности в глубь этих планет газообразное состояние постепенно переходит к жидкому конденсированному состоянию. Предполагается, что это происходит на глубине в несколько сот километров. Планета Плутон не включена в данном случае ни в одну из вышеуказанных групп в связи с отсутствием необходимой для этого информации.
Планеты Солнечной системы, относящиеся к земной группе, движутся по своим орбитам с запада на восток. Даже само Солнце медленно вращается вокруг своей оси с запада на восток. Больше того, все планеты, кроме Венеры и Урана, обращаются вокруг своей оси в том же направлении, в котором они движутся вокруг Солнца. Однако сама Венера вращается в обратном направлении, а ось вращения Урана располагается в плоскости его орбиты. Абсолютное большинство спутников планет обращаются по орбитам того же направления, в котором вращаются их планеты вокруг своих осей.
Примечательная для Солнечной системы особенность — согласованность движения космических тел — свидетельствует о том, что Солнце, планеты и их спутники имеют общее происхождение. Как предполагают сегодня астрономы, все эти небесные тела возникли из единого облака межзвездной материи.
Земля — одна из планет Солнечной системы
Наша планета вращается с запада на восток вокруг одного из своих диаметров — земной оси, которая пересекается с ее поверхностью в двух диаметрально противоположных точках — Северном и Южном полюсах. Поэтому наблюдателю с Земли кажется, что все время звезды ночью, а Солнце днем смещаются к западу. Один оборот вокруг оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды. Этот промежуток времени называется звездными сутками.
Угловая скорость вращения, то есть угол поворота за единицу времени, у всех точек на поверхности Земли одинакова — 15° в час, но линейная скорость различна: на экваторе она составляет 465 м/с, а при удалении от него уменьшается и на географических полюсах равна нулю.
Один оборот вокруг Солнца наша планета совершает за 365 дней 6 часов 9 минут 9 секунд, то есть в течение так называемого звездного года. Земная орбита близка по форме к окружности, но она слегка вытянута и представляет собой эллипс. Среднее расстояние Земли от Солнца равно 149,6 миллиона километров.
Ось вращения Земли не перпендикулярна к плоскости земной орбиты, а образует с ней угол в 66°30′. Движение Земли устойчиво из‑за быстрого вращения, а ее ось на протяжении многих десятилетий практически сохраняет свое направление в пространстве, медленно поворачиваясь всего лишь на 50" в год (прецессионное движение). Это обстоятельство соответствует полному обороту земной оси за 26 тысяч лет.
Благодаря обращению Земли вокруг Солнца, наклону земной оси, сохранению ею своего направления в пространстве и вращению вокруг своей оси на нашей планете происходит периодическое повторение времен года, существуют тепловые (климатические) пояса, а также происходит смена дня и ночи. И, наконец, отметим то, что Земля имеет всего лишь одного естественного спутника — Луну…
Непосредственные замеры на поверхности Земли, а также астрономические наблюдения и измерения из космоса позволили определить форму и размеры нашей планеты, ее массу, гравитационное и магнитное поля, величину теплового потока, идущего из недр, и ряд физических свойств земной поверхности.
Средний радиус Земли равен 6371 километру, а полярный — 6356,78 километра. Экваториальное расширение и полярное сжатие возникли из‑за вращения Земли вокруг своей оси и ее наклона. В целом же форма Земли очень близка к эллипсоиду вращения, который носит название «геоида».
Масса Земли составляет 5,976 х 109 триллионов тонн. Объем Земли равен 1,083 х 1027 кубических сантиметров. Зная объем и массу Земли, нетрудно определить и ее среднюю плотность. Как уже говорилось выше, она составляет 5,52 грамма на кубический сантиметр.
Многочисленными лабораторными исследованиями установлено, что плотность горных пород на земной поверхности оказывается равной 2,8 грамма на кубический сантиметр, а это означает тот факт, что в недрах нашей планеты должны находиться породы с плотностью, в несколько раз превышающей среднюю плотность Земли.
Ускорение свободного падения на поверхности Земли составляет в среднем на экваторе 978,049 см/с2. В нем учтено центробежное ускорение, создаваемое вращением Земли и равное 3,392 см/с2. На земных полюсах центробежное ускорение, как известно, отсутствует, и поэтому там ускорение свободного падения больше, чем на экваторе, всего на 1/189. В различных точках на поверхности Земли существуют отклонения от средней величины ускорения свободного падения. Это зоны (так называемых гравитационных аномалий), в которых величина отклонений земного ускорения может достигать значений до 200–300 см/с2.
Земля, как и другие планеты, получает энергию от Солнца. Выделяемая Солнцем энергия за одну секунду составляет 1026 Дж. Почти вся энергия, достигающая земной поверхности, приходит в виде электромагнитного излучения, обладающего широким спектром и включающего рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, видимый свет, тепловое излучение и радиоволны.
Озоновый слой, имеющийся в верхних слоях земной атмосферы, препятствует свободному проникновению к поверхности Земли опасных для живых организмов ультрафиолетовых и рентгеновских излучений Солнца.
Достаточно хорошо известно, что Земля обладает магнитным полем. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл). Земля представляет собой большой магнит, как и любой другой имеющий два полюса — Северный и Южный. Ее магнитное поле в результате сложных процессов, происходящих внутри, постоянно меняется, что приводит к миграции полюсов. Положения магнитных полюсов Земли не совпадают с географическими.
Так, например, северный конец стрелки компаса притягивается к полюсу, расположенному около Гренландии (73° северной широты и 100° западной долготы), а южный — к полюсу, находящемуся в австралийском секторе Антарктики (68° южной широты и 134° восточной долготы). Оба полюса непрерывно перемещаются (дрейфуют) по земной поверхности со скоростью от единиц до десятков километров в год.
