2. Оптические и радионаблюдения. Для изучения небесных объектов применяют и другие методы, например фотографирование светил при помощи астрографов (телескоп, предназначенный специально для фотографирования участков неба). С помощью астрономических фотографий можно измерить медленные перемещения сравнительно близких звёзд на фоне более далёких, увидеть изображение очень слабых объектов на негативе, измерить величину потоков излучения, приходящего от звёзд, планет и других космических объектов.
Наши представления о небесных телах и их системах чрезвычайно обогатились после того, как стало возможным изучать их радиоизлучение. Для этого созданы радиотелескопы различных систем. Антенны некоторых радиотелескопов похожи на обычные рефлекторы, они собирают радиоволны в фокусе металлического вогнутого зеркала. Это зеркало можно сделать решётчатым и огромных размеров – диаметром в десятки и сотни метров. Такой способ позволяет узнать структуру радиоисточника и измерить его угловой размер, даже если он во много раз меньше угловой секунды.
3.Обсерватории. Астрономические исследования проводятся в научных институтах, университетах и обсерваториях. Но не каждая обсерватория ведёт все виды астрономических работ, но на многих есть специальное оборудование, предназначенное для решения определённого класса астрономических задач, например для определения точного положения звёзд на небе, а также быстродействующие счётные машины.
4. Исследования с помощью космической техники занимают особое место в методах изучения небесных тел и космической среды. К настоящему времени космонавтика сделала возможным: 1) создание внеатмосферных искусственных спутников Земли; 2) создание искусственных спутников Луны и планет; 3) доставку приборов, управляемых с Земли, на Луну и планеты; 4) создание автоматов, доставляющих с Луны пробы грунта; 5) полёты в космос лабораторий с людьми и высадку космонавтов на Луну. Внеатмосферные наблюдения позволяют принимать излучения, которые сильно поглощаются земной атмосферой: далёкие ультрафиолетовые, рентгеновские и инфракрасные лучи, радиоизлучения некоторых длин волн, а также корпускулярные излучения Солнца и других тел. Внеатмосферные наблюдения Луны и планет, звёзд и туманностей, межпланетной и межзвёздной среды очень обогатили наши знания о природе и физических свойствах этих объектов.
Отличительные особенности планет земной группы от планет-гигантов.
Сравнительная таблица основных показателей планет земной группы и планет-гигантов:
| Показатель. | Группа планет. | |
| Планеты земной группы. | Планеты-гиганты. | |
| Масса. | От 3,3 1023 кг (Меркурий) до 5,976 1024 кг (Земля). | От 8,7 1025 кг (Уран) до 1,9 1027 кг (Юпитер). |
| Размер (экваториальный диаметр). | От 4880 км (Меркурий) до 12756 км (Земля). | От 49500 км (Нептун) до 143 000 км (Юпитер). |
| Плотность. | Плотность планет земной группы близка к земной: 12,5 103 кг/м3 (в 5,5 раз больше плотности воды). | У планет-гигантов очень маленькая плотность (плотность Сатурна меньше плотности воды). |
| Химический состав. | На примере Земли: Fe (34,6%), O2 (29,5%), Si (15,2%), Mg (12,7%). | В основном они состоят из газов: H2 (,большая часть), CH4, NH3. |
| Наличие атмосферы. | У планет земной группы есть атмосфера (более разряженная, чем у планет-гигантов). | У всех планет-гигантов обширная атмосфера. |
| Наличие твёрдой поверхности. | Все планеты земной группы обладают твёрдой поверхностью. | Не имеют твёрдой поверхности. |
| Количество спутников. | У планет земной группы мало спутников или их вообще нет: Земля – 1, Марс – 2, Меркурий – нет, Венера – нет. | У планет-гигантов большое кол-во спутников: Юпитер – 14, Сатурн – 15, Уран – 5, Нептун – 2. |
| Наличие колец. | Кольца отсутствуют. | У планет-гигантов есть кольца. |
| Скорость обращения вокруг собственной оси. | Вращение вокруг своей оси медленное (по сравнению с планетами-гигантами). | Вращение вокруг своей оси быстрое (по сравнению с планетами земной группы). |
Меркурий, Венера, Земля и Марс отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется; все планеты-гиганты окружены мощными протяжёнными атмосферами), малым числом спутников или отсутствием их.
Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере, над их облаками) очень низка: на Юпитере – 145 С, на Сатурне – 180 С, на Уране и Нептуне ещё ниже. А температура у планет земной группы значительно выше (на Венере до плюс 500 С). Малая средняя плотность планет-гигантов может объяснятся тем, что она получается делением массы на видимый объём, а объём мы оцениваем по непрозрачному слою обширной атмосферы. Малая плотность и обилие водорода отличают планеты-гиганты от остальных планет.
Физические условия на Луне и её рельеф.
Луна – самое близкое к Земле естественное небесное тело. Её среднее расстояние от Земли составляет 384400 км, что почти в 10 раз превышает длину земного экватора. Это – небольшое небесное тело диаметром 3476 км и массой, составляющей 1/81 массы Земли, поэтому и скорость убегания для неё равна 2,4 км/c, что слишком мало, чтобы удержать заметную атмосферу. Средняя её плотность меньше чем у Земли, вероятно, у Луны нет такого плотного ядра, какое есть у Земли. Советские космические станции установили отсутствие у Луны магнитного поля и поясов радиации и наличие на ней радиоактивных элементов.
Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 см. сек2 и уменьшается на 0.187 см. сек2 при подъеме на 1 километр. Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 1.5 суток и столько же продолжается ночь. Не будучи защищённой атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до + 110о С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколько дециметров вследствие чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев. По той же причине и во время полных лунных затмений нагретая поверхность быстро охлаждается, хотя некоторые места дольше сохраняют тепло, вероятно, вследствие большой теплоемкости (так называемые “горячие пятна”).
Рельеф лунной поверхности был в основном выяснен в результате многолетних телескопических наблюдений. “Лунные моря”, занимающие около 40 % видимой поверхности Луны, представляют собой равнинные низменности, пересеченные трещинами и невысокими извилистыми валами; крупных кратеров на морях сравнительно мало. Многие моря окружены концентрическими кольцевыми хребтами. Остальная, более светлая поверхность покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами и так далее. Кратеры менее 15-20 километров имеют простую чашевидную форму, более крупные кратеры (до 200 километров) состоят из округлого вала с крутыми внутренними склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углубленное, чем окружающая местность, часто с центральной горкой. Высоты гор над окружающей местностью определяются по длине теней на лунной поверхности или фотометрическим способом. Гораздо подробнее и точнее изучен рельеф краевой зоны Луны, которая, в зависимости от фазы либрации, ограничивает диск Луны.
Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми “лучами”. При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других - горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованьями. Эти и другие соотношения позволяют установить последовательность возникновения различных структур на лунной поверхности; в 1949 советский ученый А. В. Хабаков разделил лунные образования на несколько последовательных возрастных комплексов.
В образовании форм лунного рельефа принимали участие, как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после её образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и некоторое количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и другое. Вместе с этим на поверхность Луны на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов - остатков протопланетного облака, при взрывах которых возникали кратеры - от микроскопических лунок до кольцевых структур поперечником во много десятков, а возможно и до нескольких сотен километров. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней. Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Н. А. Козыревым.