Теории происхождения Солнечной системы

1.Введение

Солнечная система — планетная  система, включающая в себя центральную  звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся  вокруг неё.

Большая часть массы объектов, связанных с Солнцем гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска — плоскости эклиптики. Четыре меньших внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс, также называемые планетами земной группы, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешних планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, также называемые газовыми гигантами, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы.

В Солнечной системе имеются  две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся  между Марсом и Юпитером, сходен по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов  и металлов. Крупнейшими объектами  пояса астероидов являются Церера, Паллада и Юнона. За орбитой Нептуна  располагаются транснептуновые  объекты, состоящие из замёрзшей  воды, аммиака и метана, крупнейшими  из которых являются Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Дополнительно  к тысячам малых тел в этих двух областях другие разнообразные  популяции малых тел, таких как  кометы, метеороиды и космическая  пыль, перемещаются по Солнечной системе.

Шесть планет из восьми и  три карликовые планеты окружены естественными спутниками. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.

Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создаёт пузырь в межзвёздной  среде, называемый гелиосферой, который  простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз больше по сравнению с гелиосферой.

Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь.

2.Теории происхождения Солнечной системы

Современные теории происхождения Солнечной  системы

Из гипотез происхождения  солнечной системы наиболее известна электромагнитная гипотеза шведского  астрофизика X. Альвена, усовершенствованная  Ф. Хойлом.. Альвен исходил из предположения, что некогда Солнце обладало очень  сильным электромагнитным полем. Туманность, окружавшая светило, состояла из нейтральных  атомов. Под действием излучений  и столкновений атомы ионизировались. Ионы попадали в ловушки из магнитных  силовых линий и увлекались вслед  за вращающимся светилом. Постепенно Солнце теряло свой вращательный момент, передавая его газовому облаку.

Слабость предложенной гипотезы заключалась в том, что атомы  наиболее легких элементов должны были ионизироваться ближе к Солнцу, атомы  тяжелых элементов - дальше. Значит, ближайшие к Солнцу планеты должны были бы состоять из наилегчайших элементов - водорода и гелия, а более отдаленные - из железа и никеля. Наблюдения говорят  об обратном. Чтобы преодолеть эту  трудность, английский астроном Ф. Хойл предложил новый вариант гипотезы. Солнце зародилось в недрах туманности. Оно быстро вращалось, и туманность становилась все более плоской, превращаясь в диск. Постепенно диск начинал тоже разгоняться, а Солнце тормозилось. Момент количества Движения переходил к диску. Затем в  нем образовались планеты. Если предположить, что первоначальная туманность уже  обладала) магнитным полем, то вполне могло произойти перераспределение углового момента.

Трудностями и противоречиями гипотезы Хойла являются следующие: во-первых, нелегко представить, как  могли "отсортироваться" избыточный водород и гелий в первоначальном газовом диске, из которого образовались планеты, поскольку химический состав планет явно отличен от химического  состава Солнца; во-вторых, не совсем ясно, каким образом легкие газы покинули Солнечную систему (процесс  испарения, предлагаемый Хойлом, сталкивается со значительными трудностями); в-третьих, главной трудностью гипотезы Хойла  является требование слишком сильного магнитного поля у "протосолнца", резко противоречащее современным  астрофизическим представлениям.

Более многочисленные и надежные экспериментальные данные о Солнечной  системе были получены в послевоенные годы. Методы, которыми были исследованы  метеориты и поверхность Луны, нельзя было бы даже представить во времена Лапласа.

Речь идет о веществе, которое образовалось на самой ранней стадии жизни Солнечной системы  или даже было частью первичной туманности.

Исследования послевоенных лет привели к некоторому прояснению нашего происхождения. Как уже считается  доказанным, Вселенная родилась примерно 15-20 млрд. лет назад в результате "большого взрыва". Спустя миллиард лет из смеси водорода и гелия, заполнявших все пространство, началось образование галактик. Первые звезды, образовавшиеся в те времена, все  еще видны в шаровых скоплениях и в центрах галактик. Вслед  за ними образовались спиральные рукава.

Наиболее массивные звезды, сформировавшиеся в самом начале, прошли очень быструю эволюцию, при  которой водород превращался  в более тяжелые элементы (в  том числе углерод и кислород), а вновь образованное вещество выбрасывалось в окружающее пространство. Такие превращения и сейчас происходят в термоядерных реакциях, поставляющих всю энергию, излучаемую звездами.

Этот "пепел" в свою очередь подвергался локальному сжатию, приводящему к рождению новых  звезд, и цикл повторялся.

Как полагают ученые, наше Солнце образовалось одновременно с другими  звездами. Оно представляет собой  звезду второго или третьего поколения.

Существуют две принципиальные точки зрения на происхождения звезд  и, в частности, Солнца.

Первая гипотеза основывается на предположении, что звезды формируются  из газовой материи - той самой, которая  и в настоящее время наблюдается в Галактике.

Предполагается, что газовая  материя в тех местах, где ее масса и плотность достигают  некоторой величины, начинает под  действием своего собственного притяжения сжиматься и уплотняться, образуя  сначала холодный газовый шар. В  результате продолжающегося сжатия температура газового шара начнет подниматься. Потенциальная энергия частиц в  поле притяжения газового шара при  приближении к центру становится меньше, а это означает, что часть  потенциальной энергии переходит  в тепловую энергию. Совершенно тот  же переход энергии происходит, когда  лежавший на краю пропасти камень, упав на ее дно, теряет часть потенциальной  энергии в силовом поле земного  притяжения, и приобретает тепловую энергию, разогревшись от удара о  дно пропасти.

Когда газовый шар нагреется, он станет отдавать тепловую энергию  через излучение с поверхностных  слоев, которые вследствие этого  будут охлаждаться и посредством  теплопроводности вызывать охлаждение более глубоких слоев. Поэтому если бы в газовом шаре, теперь уже  звезде, не появились новые источники энергии, то процесс сжатия, сопровождающийся излучением энергии, довольно быстро привел бы к исчерпанию энергии и угасанию звезды. Эволюция таких звезд, формирующихся из водорода, была бы очень простой. Однако процесс сжатия приводит к тому, что центральные области звезды разогреваются до очень высоких температур. Они расположены очень глубоко и почти не испытывают влияния охлаждения, вызываемого излучением с поверхностных слоев. Когда температура центральной области достигает нескольких миллионов градусов, в ней начинаются термоядерные реакции, сопровождающиеся выделением большого количества энергии. Период, в течение которого звезда, сжимаясь из газового облака, достигнет состояния, когда в ее центральных областях начнут действовать термоядерные реакции, называется периодом сжатия. После возникновения термоядерных реакций сжатие звезды прекращается. Некоторое время звезда будет сохранять неизменными свои основные физические характеристики. При этом главными из термоядерных реакций являются реакции, которые приводят к превращению водорода в гелий. Как показывают расчеты, исчерпание водорода должно сопровождаться увеличением радиуса звезды и уменьшением ее температуры.

После того, как в звезде выгорит весь водород, и она достигнет  стадии красного гиганта, сжатие ядра, состоящего теперь уже из гелия, приведет к дальнейшему повышению температуры  до значений более 100 млн. градусов. Тогда  начнет действовать новая термоядерная реакция - образование атома углерода из трех ядер атома гелия. Эта реакция  сопровождается потерей массы и  выделением энергии излучения. Температура  звезды станет возрастать.

Гипотеза происхождения  звезд из газовой материи встречается  и с серьезными трудностями. Одной  из них является малое количество водорода в Галактике, всего около 2% общей ее массы. Если звезды образуются из газа, звездообразование в Галактике  должно было бы практически закончиться. Между тем наша звездная система весьма богата молодыми звездами - голубыми гигантами и сверхгигантами; в этом отношении она уступает очень немногим галактикам.

Далее, горячие гиганты  и сверхгиганты сосредоточены в  звездных ассоциациях, поэтому если звезды образуются из газа, то следовало  ожидать присутствия здесь и  некоторого количества уже заметно  уплотнившихся газовых облаков, постепенно превращающихся в звезды. Нужно сказать, что в некоторых  местах Галактики были обнаружены маленькие  плотные облака, названные глобулами. Но, во-первых, они не показывают тесной связи со звездными ассоциациями, а во-вторых, нет оснований утверждать, что глобулы как раз являются зародышами звезд.

Слабым местом гипотезы является то, что описываемый ею процесс  превращения газовой массы в  звезду, как процесс весьма спокойный, не может объяснить ряда наблюдательных данных, которые, по-видимому, нужно  трактовать как выбрасывание из некоторой  области пространства звезд и  даже галактик.

3.Развитие Солнечной системы

Раньше считалось, что  все планеты сформировались приблизительно на тех орбитах, где находятся  сейчас, однако в конце 20 — начале 21 века эта точка зрения радикально изменилась. Сейчас считается, что на заре своего существования Солнечная  система выглядела совсем не так, как она выглядит сейчас. По современным  представлениям, внешняя Солнечная  Система была гораздо компактнее по размеру чем сейчас, Пояс Койпера  был гораздо ближе к Солнцу, а во внутренней Солнечной системе  помимо доживших до настоящего времени  небесных тел существовали и другие объекты, по размеру не меньшие чем  Меркурий.

Планеты земного типа

В конце эпохи формирования планет внутренняя Солнечная система  была населена 50-100 протопланетами с  размерами, вырьирующимися от лунного  до марсианского. Дальнейший рост размеров небесных тел был обусловлен столкновениями и слияниями этих протопланет  между собой. Так, например, в результате одного из столкновений Меркурий лишился  большей части своей мантии, в  то время как в результате другого  был рожден спутник Земли Луна. Эта фаза столкновений продолжалась около 100 миллионов лет до тех  пор, пока на орбитах не осталось 4 массивных  небесных тела известных сейчас.

Одной из нерешенных проблем  данной модели является тот факт, что  она не может объяснить, как начальные  орбиты протопланетных объектов, которые  должны были обладать высоким эксцентриситетом, чтобы сталкиваться между собой, смогли в результате породить стабильные и близкие к круговым орбиты оставшихся четырех планет. По одной из гипотез, эти планеты были сформированы в  то время, когда межпланетное пространство ещё содержало значительное количество газопылевого материала, который за счёт трения снизил энергию планет и сделал их орбиты более гладкими. Однако этот же самый газ должен был предотвратить возникновение большой вытянутости в первоначальных орбитах протопланет. Другая гипотеза предполагает. Что коррекция орбит внутренних планет произошла не за счет взаимодействия с газом, а за счет взаимодействия с оставшимися более мелкими телами системы. По мере прохождения крупных тел сквозь облако мелких объектов последние из-за гравитационного влияния стягивались в регионы с более высокой плотностью, и создавали таким образом «гравитационные гребни» на пути прохождения крупных планет. Увеличивающееся гравитационное влияние этих «гребней», согласно этой гипотезе, заставляло планеты замедляться и выходить на более округлую орбиту.

Пояс  астероидов

Внешняя граница внутренней Солнечной системы располагается  между 2 и 4 а.е. от Солнца и представляет собой пояс астероидов. Изначально астероидный пояс содержал достаточное  количество материи чтобы сформировать 2-3 планеты Земля. Эта область  содержала большое количество планетозималей, которые слипались между собой, образуя всё более крупные  объекты. В результате этих слияний  в поясе астероидов сформировалось около 20-30 протопланет с размерами  от лунного до марсианского. Однако начиная с того времени, когда  в относительной близости от пояса  сформировалась планета Юпитер, эволюция этой области пошла по другому  пути. Мощные орбитальные резонансы  с Юпитером и Сатурном, а также  гравитационные взаимодействия с более  массивными протопланетами этой области  разрушали уже сформированные планетозимали. Попадая в область действия резонанса  при прохождении поблизости планеты-гиганта  планетозимали получали дополнительное ускорение, врезались в соседние небесные тела и дробились вместо того чтобы плавно сливаться.

По мере миграции Юпитера  к центру системы возникающие  возмущения имели всё более выраженный характер. В результате этих резонансов планетозимали меняли эксцентриситет и наклонение своих орбит и  даже выбрасывались за пределы астероидного пояса. Некоторые из массивных протопланет  также были выброшены Юпитером за пределы пояса астероидов, в то время как другие протопланеты, вероятно, мигрировали во внутреннюю Солнечную  систему, где сыграли финальную  роль в увеличении массы нескольких оставшихся планет земного типа. В  течение этого периода истощения  влияние планет-гигантов и массивных  протопланет заставило астероидный  пояс «похудеть» до всего лишь 1 % от Земной массы, которую составляли в  основном маленькие планетозимали. Однако эта величина в 10-20 раз больше современного значения массы астероидного пояса, которая теперь составляет 1/2000 массы Земли. Считается, что второй период истощения, который и привёл массу астероидного пояса к текущим значениям, наступил, когда Юпитер и Сатурн вошли в орбитальный резонанс 2:1.

Вполне вероятно, что период гигантских столкновений в истории  внутренней Солнечной системы сыграл важную роль в получении Землёй её запасов воды (~6×1021 кг). Дело в том, что вода — слишком летучее  вещество, чтобы возникнуть естественным образом во время формирования Земли. Скорее всего она была занесена на Землю из внешних, более холодных областей Солнечной системы. Возможно именно протопланеты и планетозимали, выброшенные Юпитером за пределы  астероидного пояса, занесли воду на Землю. Другими кандидатами на роль главных доставщиков воды являются также кометы главного пояса астероидов, обнаруженные в 2006 году, в то время  как кометы из пояса Койпера и  из других отдалённых областей предположительно занесли на Землю не более 6 % воды.

Миграция  планет

В соответствии с небулярной гипотезой две внешние планеты  Солнечной системы находятся  в «неправильном» месте. Уран и Нептун, «ледяные гиганты» Солнечной системы, располагаются в области, где  пониженная плотность вещества туманности и длительные орбитальные периоды  делали формирование таких планет весьма маловероятным событием. Считается, что эти две планеты изначально сформировались на орбитах вблизи Юпитера  и Сатурна, где имелось гораздо  больше строительного материала, и  только спустя сотни миллионов лет  мигрировали на свои современные  позиции.

Планетная миграция в состоянии  объяснить существование и свойства внешних регионов Солнечной системы. За Нептуном Солнечная система содержит пояс Койпера, рассеянный диск и облако Оорта, представляющие собой рассеянные скопления маленьких ледяных  тел и дающие начало большинству наблюдаемых в Солнечной системе комет. Сейчас пояс Койпера располагается на расстоянии 30-55 а.е. от Солнца, рассеянный диск начинается в 100 а.е. от Солнца, а облако Оорта — в 50000 а.е. от центрального светила. Однако в прошлом пояс Койпера был гораздо плотнее и ближе к Солнцу. Его внешний край находился примерно в 30 а.е. от Солнца, в то время как его внутренний край располагался непосредственно за орбитами Урана и Нептуна, которые в свою очередь были также ближе к Солнцу (приблизительно 15-20 а.е) и, кроме того, располагались в противоположном порядке: Уран был дальше от Солнца чем Нептун.

После формирования Солнечной  системы орбиты всех планет-гигантов продолжали медленно изменяться под  влиянием взаимодействий с большим  количеством оставшихся планетозималей. Спустя 500—600 миллионов лет (4 миллиарда  лет назад) Юпитер и Сатурн вошли  в орбитальный резонанс 2:1; Сатурн совершал один оборот вокруг Солнца в  точности за то время, за которое Юпитер совершал 2 оборота. Этот резонанс создал гравитационное давление на внешние  планеты, вследствие чего Нептун вырвался за пределы орбиты Урана и врезался в древний пояс Койпера. По этой же причине планеты стали отбрасывать  окружающие их ледяные планетозимали  вовнутрь Солнечной системы, в то время как сами стали отдаляться вовне. Этот процесс продолжался  аналогичным образом: под действием  резонанса планетозимали выбрасывались  вовнутрь системы каждой последующей  планетой, которую они встречали  на своем пути, а орбиты самих  планет отдалялись все дальше. Этот процесс продолжался до тех пор, пока планетозимали не вошли в  зону непосредственного влияния  Юпитера, после чего огромная гравитация этой планеты отправила их на высокоэллиптические  орбиты или даже выбросила их за пределы Солнечной системы. Эта  работа в свою очередь слегка сдвинула орбиту Юпитера вовнутрь[~ 1]. Объекты, выброшенные Юпитером на высокоэллиптические  орбиты, сформировали облако Оорта, а  тела, выброшенные мигрирующим Нептуном, сформировали современный пояс Койпера и рассеянный диск. Данный сценарий объясняет, почему рассеянный диск и пояс Койпера имеют малую массу. Некоторые из катапультированных объектов, включая Плутон, со временем вошли в гравитационный резонанс с орбитой Нептуна. Постепенно трение с рассеянным диском сделало орбиты Нептуна и Урана вновь гладкими.

Считается, что в отличие  от внешних планет внутренние тела системы не претерпевали значительных миграций, поскольку после периода  гигантских столкновений их орбиты оставались стабильными.

Формирование  спутников

Естественные спутники образовались у большинства планет Солнечной  системы, а также у многих других тел. Различают три основных механизма  их формирования :

• формирование из около-планетного диска (в случае газовых гигантов)
• фомирование из осколков столкновения (в случае достаточно крупного столкновения под малым углом)
• захват пролетающего объекта

Юпитер и Сатурн имеют  много спутников, таких как Ио, Европа, Ганимед и Титан, которые, вероятно, сформировались из дисков вокруг этих планет-гигантов по тому же принципу, как и сами эти планеты сформировались из диска вокруг молодого Солнца. На это указывают их большие размеры  и близость к планете. Эти свойства невозможны для спутников, приобретённых  путём захвата, а газообразная структура  планет делает невозможной и гипотезу формирования лун путем столкновения планеты с другим телом.

4.Структура Солнечной системы

Центральным объектом Солнечной  системы является Солнце — звезда главной последовательности спектрального  класса G2V, жёлтый карлик. В Солнце сосредоточена  подавляющая часть всей массы  системы (около 99,866 %), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной  системе. Четыре крупнейших объекта  — газовые гиганты, составляют 99 % оставшейся массы (притом, что большая  часть приходится на Юпитер и Сатурн — около 90 %).

Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. Однако в то же время кометы и объекты  пояса Койпера часто обладают большими углами наклона к этой плоскости.

Все планеты и большинство  других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением  Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как  комета Галлея. Самой большой угловой  скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А  для самой удалённой планеты  — Нептуна — период обращения  составляет 165 земных лет.

Большая часть планет вращается  вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически  «лёжа на боку» (наклон оси около 90°). Для наглядной демонстрации вращения используется специальный  прибор — теллурий.

Многие модели Солнечной  системы условно показывают орбиты планет через равные промежутки, однако в действительности, за малым исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между  её орбитой и орбитой предыдущего  объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а. е. дальше от Солнца, чем Меркурий, в то время как Сатурн на 4,3 а. е. дальше Юпитера, а Нептун на 10,5 а. е. дальше Урана. Были попытки вывести корреляции между орбитальными расстояниями (например, правило Тициуса — Боде), но ни одна из теорий не стала общепринятой.

Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится  Солнце. У более близких к Солнцу объектов (с меньшей большой полуосью) больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение  его года. Ближайшая к Солнцу точка  орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая — афелий. Каждый объект движется наиболее быстро в  своём перигелии и наиболее медленно в афелии. Орбиты планет близки к  кругу, но многие кометы, астероиды  и объекты пояса Койпера имеют  сильно вытянутые эллиптические  орбиты.

Большинство планет Солнечной  системы обладают собственными подчинёнными системами. Многие окружены спутниками, некоторые из которых больше Меркурия. Большинство крупных спутников  находятся в синхронном вращении, с одной стороной, постоянно обращённой к планете. Четыре крупнейших планеты  — газовые гиганты, также обладают кольцами, тонкими полосами крошечных  частиц, обращающимися по очень близким  орбитам практически в унисон.

5.Состав Солнечной системы

Солнце

Солнце — звезда Солнечной системы и её главный компонент. Его масса (332 900 масс Земли) достаточно велика для поддержания термоядерной реакции синтеза в его недрах, при которой высвобождается большое количество энергии, излучаемой в пространство в основном в виде электромагнитного излучения, максимум которого приходится на диапазон длин волн 400—700 нм, соответствующий видимому свету.

По звёздной классификации Солнце — типичный жёлтый карлик класса G2. Это название может ввести в заблуждение, так как по сравнению с большинством звёзд в нашей Галактике Солнце — довольно большая и яркая  звезда. Класс звезды определяется её положением на диаграмме Герцшпрунга  — Рассела, которая показывает зависимость  между яркостью звёзд и температурой их поверхности. Обычно более горячие  звёзды являются более яркими. Бо́льшая часть звёзд находится на так  называемой главной последовательности этой диаграммы, Солнце расположено  примерно в середине этой последовательности. Более яркие и горячие, чем  Солнце, звёзды сравнительно редки, а  более тусклые и холодные звёзды (красные карлики) встречаются часто, составляя 85 % звёзд в Галактике.

Положение Солнца на главной последовательности показывает, что оно ещё не исчерпало  свой запас водорода для ядерного синтеза и находится примерно в середине своей эволюции. Сейчас Солнце постепенно становится более  ярким, на более ранних стадиях развития его яркость составляла лишь 70 процентов  от сегодняшней.

Солнце — звезда I типа звёздного  населения, оно образовалось на сравнительно поздней ступени развития Вселенной  и поэтому характеризуется бо́льшим содержанием элементов тяжелее  водорода и гелия (в астрономии принято  называть такие элементы «металлами»), чем более старые звёзды II типа. Элементы более тяжёлые, чем водород и  гелий, формируются в ядрах первых звёзд, поэтому, прежде чем Вселенная  могла быть обогащена этими элементами, должно было пройти первое поколение  звёзд. Самые старые звёзды содержат мало металлов, а более молодые  звёзды содержат их больше. Предполагается, что высокая металличность была крайне важна для образования  у Солнца планетной системы, потому что планеты формируются аккрецией  «металлов».

Межпланетная  среда

Наряду со светом, Солнце излучает непрерывный поток заряженных частиц (плазмы), известный как солнечный  ветер. Этот поток частиц распространяется со скоростью примерно 1,5 млн км в  час, наполняя околосолнечную область  и создавая у Солнца некий аналог планетарной атмосферы (гелиосферу), которая имеется на расстоянии по крайней мере 100 а. е. от Солнца. Она  известна как межпланетная среда. Проявления активности на поверхности Солнца, такие как солнечные вспышки  и корональные выбросы массы, возмущают гелиосферу, порождая космическую  погоду. Крупнейшая структура в пределах гелиосферы — гелиосферный токовый  слой; спиральная поверхность, созданная  воздействием вращающегося магнитного поля Солнца на межпланетную среду.

Магнитное поле Земли мешает солнечному ветру сорвать атмосферу Земли. Венера и Марс не имеют магнитного поля, и в результате солнечный  ветер постепенно сдувает их атмосферы  в космос. Корональные выбросы  массы и подобные явления изменяют магнитное поле и выносят огромное количество вещества с поверхности  Солнца — порядка 109—1010 тонн в час. Взаимодействуя с магнитным полем  Земли это вещество попадает преимущественно  в верхние приполярные слои атмосферы  Земли, где от такого взаимодействия возникают полярные сияния, наиболее часто наблюдаемые около магнитных  полюсов.

Космические лучи происходят извне  Солнечной системы. Гелиосфера и, в  меньшей степени, планетарные магнитные  поля частично защищают Солнечную систему  от внешних воздействий. Как плотность  космических лучей в межзвёздной  среде, так и сила магнитного поля Солнца изменяются с течением времени, таким образом, уровень космического излучения в Солнечной системе  непостоянен, хотя величина отклонений достоверно неизвестна.

Межпланетная среда является местом формирования, по крайней мере, двух дископодобных областей космической  пыли. Первая, зодиакальное пылевое  облако, находится во внутренней части  Солнечной системы и является причиной, по которой возникает зодиакальный свет. Вероятно, она возникла из-за столкновений в пределах пояса астероидов, вызванных  взаимодействиями с планетами. Вторая область простирается приблизительно от 10 до 40 а. е. и, вероятно, возникла после  подобных столкновений между объектами  в пределах пояса Койпера.

Внутренняя область  Солнечной системы

Внутренняя часть включает планеты  земной группы и астероиды. Состоящие  главным образом из силикатов  и металлов, объекты внутренней области  относительно близки к Солнцу, это  самая малая часть системы  — её радиус меньше, чем расстояние между орбитами Юпитера и Сатурна.

Планеты земной группы

Четыре внутренние планеты состоят  преимущественно из тяжёлых элементов, имеют малое количество (0—2) спутников, у них отсутствуют кольца. В  значительной степени они состоят  из тугоплавких минералов, таких  как силикаты, которые формируют  их мантию и кору; и металлов, таких  как железо и никель, которые формируют  их ядро. У трёх внутренних планет —  Венеры, Земли и Марса — имеется  атмосфера; у всех имеются ударные  кратеры и тектонические черты  поверхности, такие как рифтовые впадины и вулканы.

Меркурий

Мерку́рий — самая близкая к  Солнцу планета Солнечной системы, обращающаяся вокруг Солнца за 88 земных суток. Названа в честь бога римского пантеона Меркурия, аналога греческого Гермеса и Вавилонского Набу. Меркурий относится к внутренним планетам, так как его орбита проходит ближе  к Солнцу, чем пояс астероидов. После  лишения Плутона в 2006 году статуса  планеты Меркурию перешло звание самой маленькой планеты Солнечной системы. Видимая звёздная величина Меркурия колеблется от −1,9 до 5,5, но его нелегко заметить по причине очень маленького углового расстояния от Солнца (максимум 28,3°). В высоких широтах планету никогда нельзя увидеть на тёмном ночном небе: Меркурий виден в течение очень небольшого промежутка времени после наступления сумерек. Оптимальным временем для наблюдений планеты являются утренние или вечерние сумерки в периоды его элонгаций (периодов максимального удаления Меркурия от Солнца на небе, наступающих несколько раз в год).

Наблюдать Меркурий удобно в низких широтах и вблизи экватора: это  связано с тем, что продолжительность  сумерек там наименьшая. В средних  широтах найти Меркурий гораздо  труднее и только в период наилучших  элонгаций, а в высоких широтах  невозможно вообще.