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. Коперником (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. Кеплер открыл (начало 17 в.) законы движения планет, а И. Ньютон сформулировал (конец 17 в.) закон всемирного тяготения. Эти законы легли в основу небесной механики (См. Небесная механика), исследующей движение тел С. с. Изучение физических характеристик космических тел, входящих в С. с., стало возможным только после изобретения Г. Галилеем (См. Галилей) 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. Астрономия). Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил вращение Солнца вокруг своей оси.

По физическим характеристикам большие Планеты 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. Орбиты небесных тел) больших планет (по Остервинтеру и Когену, США, 1972). Орбиты больших планет мало наклонены друг к другу и к фундаментальной плоскости С. с. (т. н. Лапласа неизменяемой плоскости (См. Лапласа неизменяемая плоскость)).

Элементы планетных орбит (по данным на 1973)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| | Ср. расстояние от | | Угол наклона плоскости | Период обращения |

| Планета | Солнца (и. е.) | Эксцентриситет орбиты | орбиты к плоскости | вокруг Солнца (в |

| | | | эклиптики (градусы) | годах) |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Меркурий | 0,387 | 0,206 | 7,00 | 0,24 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Венера | 0,723 | 0,007 | 3,39 | 0,62 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Земля | 1,000 | 0,016 | - | 1,00 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Марс | 1,524 | 0,093 | 1.85 | 1,88 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Юпитер | 5,2U3 | 0,043 | 1,31 | 11,86 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сатурн | 9,539 | 0,056 | 2,49 | 29,46 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Уран | 19,19 | 0,046 | 0,77 | 84,02 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Нептун | 30,06 | 0,008 | 1,77 | 164,79 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Плутон | 39,75 | 0,253 | 17,15 | 250,6 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Около 90\% естественных спутников планет (См. Спутники планет) 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 Роша предела.

К 1976 вычислены точные орбиты свыше 2 тыс. малых планет (См. Малые планеты); 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 Тициуса - Боде правилом.

Кометы 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. Метеоры) и Космическая пыль 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 Зодиакальный свет.

Вопрос об устойчивости С. с. тесно связан с наличием вековых членов (см. Возмущения небесных тел) 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. Космогония). 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 Космические зонды 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 Небесная механика, Планеты, Космогония.

Г. А. Чеботарев.

Схематический план Солнечной системы.

Сравнительные размеры Солнца и планет.

Солнце и обращающиеся вокруг него небесные тела - 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра - электроны и протоны. Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных.

Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце - обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния в Солнечной системе принято измерять в единицах среднего расстояния Земли от Солнца, называемого астрономической единицей (1 а.е. = 149,6 млн. км). Например, среднее расстояние Плутона от Солнца 39 а.е., но иногда он удаляется на 49 а.е. Известны кометы, улетающие на 50 000 а.е. Расстояние от Земли до ближайшей звезды . Кентавра 272 000 а.е., или 4,3 световых года (т. е. свет, движущийся со скоростью 299 793 км/с, проходит это расстояние за 4,3 года). Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 мин, а до Плутона - за 6 ч.

Планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Плоскость орбиты Земли (плоскость эклиптики) лежит близко к средней плоскости орбит планет. Поэтому видимые пути планет, Солнца и Луны на небе проходят вблизи линии эклиптики, а сами они всегда видны на фоне созвездий Зодиака. Наклоны орбит отсчитываются от плоскости эклиптики. Углы наклона менее 90. соответствуют прямому орбитальному движению (против часовой стрелки), а углы более 90. - обратному движению. Все планеты Солнечной системы движутся в прямом направлении; наибольший наклон орбиты у Плутона (17?). Многие кометы движутся в обратной направлении, например, наклон орбиты кометы Галлея 162?.

Орбиты всех тел Солнечной системы очень близки к эллипсам. Размер и форма эллиптической орбиты характеризуются большой полуосью эллипса (средним расстоянием планеты от Солнца) и эксцентриситетом, изменяющимся от е = 0 у круговых орбит до е = 1 у предельно вытянутых. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют перигелием, а самую удаленную - афелием. См. также ОРБИТА; КОНИЧЕСКИЕ СЕЧЕНИЯ.

С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) - верхними (внешними). У нижних планет существует предельный угол удаления от Солнца: 28. у Меркурия и 47. у Венеры. Когда такая планета максимально удалена к западу (востоку) от Солнца, говорят, что она находится в наибольшей западной (восточной) элонгации. Когда нижняя планета видна прямо перед Солнцем, говорят, что она находится в нижнем соединении; когда прямо за Солнцем - в верхнем соединении. Подобно Луне, эти планеты проходят через все фазы освещения Солнцем в течение синодического периода Ps - времени, за которое планета возвращается к исходному положению относительно Солнца с точки зрения земного наблюдателя. Истинный орбитальный период планеты (P) называют сидерическим. Для нижних планет эти периоды связаны соотношением:

1/Ps = 1/P - 1/Po

где Po - орбитальный период Земли. Для верхних планет подобное соотношение имеет другой вид:

1/Ps = 1/Po - 1/P

Для верхних планет характерен ограниченный диапазон фаз. Максимальный фазовый угол (Солнце-планета-Земля) у Марса 47?, у Юпитера 12?, у Сатурна 6?. Когда верхняя планета видна за Солнцем, она находится в соединении, а когда в противоположном Солнцу направлении - в противостоянии. Планета, наблюдаемая на угловом расстоянии 90. от Солнца, находится в квадратуре (восточной или западной).

Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела: их средние плотности от 3,9 до 5,5 г/см3. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос. Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность (0,7-1,8 г/см3) и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн и, возможно, другие гиганты лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.

Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В.Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самую далекую планету - Плутон - открыл в 1930 К.Томбо в результате длительных поисков занептуновой планеты, организованных П.Ловеллом. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд "Вояджер-1". С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано "Вояджером-2" (см. также АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА; ЗОДИАК; КОСМИЧЕСКИЙ ЗОНД; НЕБЕСНАЯ СФЕРА).

См. также: