Газовые гиганты планеты

Газовые гиганты планеты

Основные факты

Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе. Он имеет радиус, почти в 11 раз превышающий размер Земли. По данным НАСА, у планеты 50 известных спутников и 17 ожидающих подтверждения. Планета в основном состоит из водорода и гелия, окружающих плотное ядро горных пород и льда, причем большая часть его массы, скорее всего, состоит из жидкого металлического водорода, который создает мощное магнитное поле. Юпитер виден невооруженным глазом и был известен древним людям. Атмосфера его состоит в основном из водорода, гелия, аммиака и метана.

Сатурн примерно в девять раз больше Земли по радиусу. Он интеремен наличием больших колец. Как они сформировались, пока неизвестно. По данным НАСА, у планеты 53 известных спутника и еще девять ожидает подтверждения. Подобно Юпитеру, Сатурн в основном состоит из водорода и гелия, которые окружают плотное ядро. Планета тоже была известна древними культурам. Атмосфера гиганта похожа на атмосферу Юпитера.

Уран имеет радиус примерно в четыре раза больше, чем у Земли. Это единственная планета, вращающаяся как бы лежа на боку. И к тому же делает это она в противоположном направлении относительно других планет Солнечной системы, кроме Венеры. Считается, что такое вращение возникло в результате столкновения с другим огромным телом во времена формирования Солнечной системы. По данным НАСА, у планеты 27 спутников. Ее атмосфера состоит из водорода, гелия и метана. Уран был открыт Уильямом Гершелем в 1781 году.

У Нептуна радиус примерно в четыре раза больше, чем у Земли. Как и у Урана, его атмосфера в основном состоит из водорода, гелия и метана. По данным НАСА, у Нептуна есть 13 подтвержденных спутников и еще один ожидающий подтверждения. Был открыт несколькими астрономами одновременно в 1846 году.

Формирование газовых гигантов

Астрономы считают, что гиганты сначала сформировались как скалистые и ледяные миры, похожие на планеты земного типа. Однако более крупный, чем у Земли, размер позволил этим планетам (в частности, Юпитеру и Сатурну) захватить водород и гелий из газового облака, из которого формировалось Солнце. Это произошло до того, как оно вобрало в себя большую часть газа.

Поскольку Уран и Нептун были меньше по размерам и имели более удаленные орбиты, им было сложнее собирать водород и гелий так же эффективно, как Юпитер и Сатурн. Вероятно, это объясняет, почему сейчас они меньше, чем их родственники. В процентном соотношении их атмосферы сильнее «загрязнены» более тяжелыми по сравнению с водородом и гелием элементами, такими как метан и аммиак, потому что они существенно меньше по размерам.

Ученые обнаружили уже тысячи экзопланет. Многие из них – это «горячие Юпитеры». Это гигантские газовые объекты, которые расположены очень близко к своим родительским звездам. (Скалистые миры все же более многочисленны во Вселенной, согласно оценкам «Кеплера»). Ученые предполагают, что крупные планеты могут перемещаться назад и вперед по своим орбитам, прежде чем оставаться в постоянной конфигурации. Но то, как именно, и на какую величину они могут перемещаться, все еще остается предметом дебатов.

У планет-гигантов есть десятки спутников. Многие формируются одновременно с родительскими планетами. Это подтверждается тем, что планеты вращаются в том же направлении, что и их спутники. Например, так вращаются огромные луны Юпитера Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Но есть и исключения.

Одна из лун Нептуна, Тритон, вращается вокруг планеты в направлении, противоположном направлению вращению Нептуна. Это позволяет предположить, что Тритон был захвачен, возможно, когда-то более крупной атмосферой Нептуна, когда пролетал мимо. Есть еще много крошечных лун в Солнечной системе, которые вращаются далеко от экватора их планет. Это означает, что они также были захвачены сильным гравитационным притяжением.

Текущие исследования

Юпитер

космический аппарат НАСА «Юнона» прибыл на планету в 2016 году. И уже сделал несколько открытий. Он изучал кольца планеты, что очень трудоемко, поскольку они намного более тонкие, чем у Сатурна. «Юнона» обнаружила, что частицы, отвечающие за полярные сияния Юпитера, отличаются от подобных частиц на Земле. Это открытие дало понимание загадок атмосферы, например, существование снега, исходящего из высотных облаков. Ученые, использующие космический телескоп «Хаббл», также подробно изучают Великое красное пятно Юпитера. Они наблюдаят за его динамикой и интенсивностью меняющихся цветов.

Сатурн

Космический аппарат «Кассини» работал более 13 лет, наблюдая систему Сатурна до 2017 года. Данные, полученные «Кассини», все еще обрабатываются и анализируются учеными. В последние месяцы работы миссия изучала гравитационные и магнитные поля Сатурна, смотрела на кольца под другим углом, чем прежде, и преднамеренно погружалась в атмосферу.

Уран

Бури на Уране являются популярными объектами изучения как для профессиональных ученых, так и для астрономов-любителей. Они следят за тем, как бури эволюционируют и изменяются с течением времени. Ученые также заинтересованы в изучении структуры колец Урана и получении данных о том, из чего состоит его атмосфера. Уран может также иметь несколько троянских астероидов (астероидов на той же орбите, что и планета). Первый из них был обнаружен в 2013 году.

Газовые гиганты

Планеты-гиганты в сравнении с Солнцем Художественное изображение планеты-гиганта

Га́зовые гига́нты — планеты, состоящие в значительной мере из водорода, гелия, аммиака, метана и других газов. Планеты этого типа имеют небольшую плотность, краткий период суточного вращения и, следовательно, значительное сжатие у полюсов; их видимые поверхности хорошо отражают, или, иначе говоря, рассеивают солнечные лучи.

В Солнечной системе к газовым гигантам относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Согласно гипотезе происхождения Солнечной системы, планеты-гиганты образовались позже, чем планеты земной группы. К этому времени большая часть тугоплавких веществ (окислы, силикаты, металлы) уже выпали из газовой фазы, и из них образовались внутренние планеты (от Меркурия до Марса). Существует гипотеза о пятом газовом гиганте, вытолкнутом при формировании современного облика Солнечной системы на её далёкие окраины (ставшим гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X») или за её пределы (ставшим планетой-сиротой). Последней такой гипотезой является гипотеза о девятой планете Брауна и Батыгина.

Самым большим известным газовым гигантом является экзопланета TrES-4b.

Период очень быстрого вращения газовых гигантов вокруг своей оси составляет 9—17 часов.

Модели внутреннего строения газовых планет предполагают наличие нескольких слоёв. На определённой глубине давление в атмосферах газовых планет достигает высоких значений, достаточных для перехода водорода в жидкое состояние. Если планета достаточно велика, то ещё ниже может размещаться слой металлического водорода (напоминающего жидкий металл, где протоны и электроны существуют раздельно), электрические токи в котором порождают мощное магнитное поле планеты. Предполагается, что газовые планеты имеют также относительно небольшое каменное или металлическое ядро.

Как показали измерения спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура быстро растут уже в верхних слоях газовых планет. На глубине 130 км в атмосфере Юпитера температура составила около 420 кельвинов (145 градусов Цельсия), давление — 24 атмосферы. Все газовые планеты Солнечной системы излучают заметно больше тепла, чем получают от Солнца, вследствие выделения гравитационной энергии при сжатии. Предложены модели, допускающие выделение крайне незначительных количеств тепла внутри Юпитера при реакциях термоядерного синтеза, но эти модели не имеют наблюдательного подтверждения.

В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры со скоростями до нескольких тысяч километров в час (скорость ветра на экваторе Сатурна составляет 1800 км/ч.). Имеются постоянные атмосферные образования, представляющие собой гигантские вихри. Например, Большое красное пятно (размером в несколько раз больше Земли) на Юпитере наблюдают уже более 300 лет. Имеется Большое тёмное пятно на Нептуне, более мелкие пятна на Сатурне.

Для всех газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01 % (1 к 10 000). Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газо-пылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).

Газовыми могут являться лишь крупные планеты, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.

Большинство обнаруженных экстрасолнечных планет столь велики, что предположительно тоже являются газовыми гигантами. На крупнейшей из известных (обращающейся очень близко от звезды) удалось обнаружить разогретую атмосферу.

> См. также

  • Субкоричневый карлик
  • Планеты-гиганты
  • Планеты земной группы
  • Карликовые планеты
  • Экзопланеты
  • Горячий юпитер

Ссылки

  • Как разложить планеты по полочкам или Астрономии требуются Линнеи

Классы Планеты
земной группы
Газовые планеты Жизнепригодность
Виды и
методы
Системы Методы
поиска
Списки По методу
обнаружения
По
характеристикам
Миссии

  • MOST (2003 — настоящее время)
  • EPOXI (2005 — 2013)
  • SWEEPS (2006)
  • COROT (2006 — 2013)
  • «Кеплер» (2009 — 2018) (KOI, список)
  • Gaia (2013 — настоящее время)
  • TESS (2018 — настоящее время)

  • «Хеопс» (2019)
  • EXCEDE (2019)
  • New Worlds Mission (2020)
  • EChO (2022)
  • PLATO (2026)
  • ATLAST
  • LUVOIR

  • PEGASE (отложен)
  • TPF (отложен)
  • «Дарвин» (отложен)
  • Eddington (англ.) (отменён)
  • SIM (отменён)

Наземные
  • Anglo-Australian Planet Search
  • Automated Planet Finder
  • California and Carnegie Planet Search (англ.)
  • Проект HATNet
  • HARPS, часть Geneva Extrasolar Planet Search
  • HATSouth
  • Проект MEarth
  • MOA
  • OGLE
  • Magellan Planet Search Program
  • SuperWASP
  • TrES
  • Телескоп XO
  • EAPSNet (англ.)
  • High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES)
  • MARVELS (англ.)
  • MUSCA
  • MicroFUN (англ.)
  • NASA-UC Eta-Earth
  • PHASES
  • PlanetPol (англ.)
  • PARAS (англ.)
  • Телескоп Субару, с использованием инструмента HiCIAO
  • Systemic (англ.), любительский проект поиска экзопланет
  • ZIMPOL/CHEOPS (англ.)
  • GPI
Космические Завершённые и действующие Предложенные Другие

>Планеты гиганты

Какие планеты относятся к планетам-гигантам

Планетами-гигантами (еще их называют планетами Юпитерианской группы) считаются такие планеты как Сатурн, Нептун, Уран и Юпитер.

Юпитер – крупнейшая планета в Солнечной системе, он занимает пятое место по дальности расположения от Солнца – 5,2 а.е. Эта планета выделяет тепловое радиоизлучение, имеет пояс радиации и широкую магнитную сферу. У Юпитера есть 69 спутников и кольцо с шириной примерно 6 000 километров.

Сатурн занимает второе место в Солнечной системе по своим размерам. Его окружают кольца, неплохо заметные посредством телескопа. Первым их увидел Галилей в XVII веке, когда создал свой телескоп. Сами по себе кольца плоские, включают в себя различные небольшие спутники Сатурна, всего спутников 62. У планеты есть собственный пояс радиации.

Уран расположен на седьмом месте по дальности от Солнца. Он обладает 15 спутниками. 5 из них видны с земной поверхности, а еще 10 были под наблюдением с помощью летательного аппарата «Вояджер-2». К тому же у планеты есть собственная кольцевая система.

Нептун находится дальше всего от Солнца из рассмотренных планет, примерно 30 а.е. Период вращения составляет почти 165 лет. У него в наличии 6 спутников. Из-за того, что Нептун расположен довольно далеко от земной поверхности, исследовать его довольно затруднительно.

Характеристика планет-гигантов

Все планеты, входящие в состав этой категории, и особенно Юпитер, обладают колоссальной массой и размерами. Например, Юпитер больше по размеру, чем наша родная планета, примерно в 1,5 тыс. раз, а по массе – свыше, чем в 300 раз.

Все эти планеты с достаточно большой скоростью обращаются вокруг собственной оси. Например, огромному Юпитеру необходимо меньше десятка часов, чтобы сделать целый виток. В это время зона экватора имеет большую скорость обращения, нежели зона полюсов, то есть как раз там, где максимум линейного перемещения точки, когда она движется вокруг оси, максимум и углового перемещения. Результатом большой скорости обращения является то, что планета-гигант сильно сжата. Это можно заметить, просто посмотрев на нее.

Планета-гигант расположена вдали от центра солнечной системы, и не важно, как сменяются сезонные периоды, здесь всегда наблюдается пониженная температура. Например, на Юпитере время года не сменяется совершенно, потому как его ось находится почти под прямым углом к орбитальной плоскости. Интересно сменяются сезоны на Уране, потому как его ось находится под наклоном к орбитальным плоскостям под углом, составляющим 8 градусов.

Одна из отличительных особенностей планет рассматриваемой категории – наличие большого числа спутников. У Юпитера на момент подсчета в 2001 году было замечено 28 спутников. у Сатурна – три десятка, Урана – 21 и лишь у Нептуна их относительно немного – всего 8. Любопытное свойство планеты-гиганта составляет ее кольцо, оно открыто как у Сатурна, так и у остальных планет этой категории.

Одна из главных черт в строении планеты-гиганта – отсутствие твердой поверхности. Это свойство хорошо соответствует с небольшими средними частотами данных планет. Поэтому все то, что можно увидеть у самых больших планет, происходит в их соответствующих атмосферных слоях. На поверхности Юпитера можно заметить полоски, протянувшиеся по экваториальной зоне. В высшем слое Юпитера, который вобрал в себя гелий и водород, в качестве примесей можно заметить химические соединения, углеводородные элементы, а также разнообразные вещества, которые могут придать коричневые, красноватые и желтые оттенки атмосферным компонентам. В этом плане, по химическим свойствам, планеты данной категории сильно отличаются от представителей земной категории.

Чем отличаются планеты-гиганты от планет земной группы

Планеты земной группы имеют весомые отличия от планет-гигантов, прежде всего, по физическим качествам. Это происходит в основном из-за дальности расположения от Солнца и массы этих объектов.

Планеты земной группы располагаются на меньшем расстоянии от Солнца, поэтому к ним поступает больше энергетических запасов, поверхности более подвержены нагреванию посредством лучей солнца. Чем ближе расстояние планеты к центру Солнечной системы, тем выше температурные условия на ней. Кроме того, планеты различаются по химическому содержанию. Представители земного типа имеют низкое число легких газов, но много тугоплавких элементов. А вот планеты типа Юпитер наделены не большой плотностью, потому как в составе имеют лишь легкие вещества, например, гелий и водород.

Планетарная масса зависит от того, есть ли на поверхности атмосфера, и если есть, какова она по своим свойствам. У планеты гравитация тем больше, чем больше ее масса. Если сила притяжения слабеет, то планета ускоренно теряет атмосферу. Атмосферный состав и характер плотности зависит расстояние от центра Солнечной системы.

Скорость обращения вокруг своей оси у планет Юпитерианской группы выше, нежели у остальных представителей. Благодаря тому, что вращаются они очень быстро, форма гигантских планет отлична от шарообразной, она сжата. У этих планет большое число спутников, а также есть кольцевые системы, но эти же качества не присущи представителям планет типа Земля. Есть лишь пара марсианских спутников и один земной.

Спутники планет-гигантов

У любой планеты этой группы есть свои спутники, причем в многочисленном количестве. Особенно много их у Юпитера и Сатурна. Причем постоянно открываются и исследуются новые спутники, поэтому их число время от времени растет. Минимальные объемы и массу спутников не установили, из-за чего у Сатурна эти показатели приблизительные: если рядом с ним находят объект диаметром около 30 метров, то считать его спутником или все-таки частью кольцевой системы?

Среди спутников гигантских планет тех, которые небольших размеров, гораздо больше, чем те, что огромные. Маленькие спутники – это обычно глыбы, не сформированные в шар, чаще всего они ледяные. При размере меньше 500 километров, они не могут при помощи собственных гравитационных сил стать правильной формы. На вид они напоминают астероиды и ядра комет. Возможно, что какие-то из них как раз и являются чем-то подобным, потому что их движение происходит вдалеке от планет, причем по довольно необычным орбитальным направлениям. Планета, возможно, присвоила их, а спустя какой-то временной период может снова лишиться. Небольшие спутники, которые похожи на астероиды, еще довольно плохо исследованы.

Каждый небольшой спутник имеет на себе множественные отметины от ударов. Это происходит потому, что иногда между ними, а также между оказавшимися случайно в этом месте телами происходят столкновения. Частицы могут стать раздробленными или же, наоборот, соединиться в одно целое. Именно по этой причине выяснить их историческое возникновение – дело очень затруднительное. Но все же среди массы спутников есть и такие, которые связаны с планетой на уровне генетики, потому как их движение происходит неподалеку от планеты в плоскости экватора. Поэтому, скорее всего, такие спутники имеют то же происхождение, что и планеты, к которым они пристроены.

Наиболее интересны большие спутники-планеты. Юпитер имеет в наличии четыре подобных спутника, а у Сатурна – один. Эти спутники по своим свойствам практически невозможно отличить от обычных планет. Просто они двигаются не только под солнечным контролем, но и под контролем более крупными планетами.

Кольца планет-гигантов

Всем известно, что планета, у которой есть кольцо, — это Сатурн. Но при детальном изучении можно узнать, что кольцами обладают все планеты Юпитерианской группы. С земной поверхности они не видны. К примеру, кольцо Юпитера нельзя заметить посредством телескопа, но можно взглянуть на него, используя контровое освещение, когда зонд видит планету с обратной от дневной стороны. Его кольцевая система содержит темные и маленькие части, которые по размеру как протяженность световой волны. Они почти не способны отразить свет, но способны к его рассеиванию.

Нептун и Уран оснащены тонкими кольцами. По сути идентичных колец у этих планет не бывает, они все имеют отличия. Шутя, можно сказать, что даже наша планета имеет свое собственное кольцо, но только оно не природное, а рукотворное, состоящее из множества спутников, которые находятся на орбите.

Почти невозможно уловить какую-нибудь связь между кольцевыми свойствами. Кольца Сатурна по цвету белоснежные, а остальные очень темные. У Юпитера все составляющие элементы кольцевой системы довольно толстые.

Кольцевая толщина при их огромном диаметре в тысячи км удивительно маленькая. Если провести аналогию кольцевой системы Сатурна с бумажным листом, то при его обычной толщине, он был бы размером с поле для футбола.

Каждая гигантская планета обладает собственным кольцом, происхождение которого наука пока что точно не установила. Чаще всего кольца расположены в области экватора и совершают обороты в идентичную с планетой сторону.

Планеты-гиганты — самые крупные тела Солнечной системы

Планеты-гиганты — самые большие тела Солнечной системы после Солнца: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они располагаются за Главным поясом астероидов и поэтому их ещё называют «внешними» планетами.
Юпитер и Сатурн — газовые гиганты, то есть они состоят в основном из газов, находящихся в твёрдом состоянии: водорода и гелия.
А вот Уран и Нептун были определены как ледяные гиганты, поскольку в толще самих планет вместо металлического водорода находится высокотемпературный лёд.
Планеты-гиганты во много раз больше Земли, но по сравнению с Солнцем, они совсем не большие:

Компьютерные расчёты показали, что планеты-гиганты играют важную роль в деле защиты внутренних планет земной группы от астероидов и комет.
Не будь этих тел в Солнечной системе, наша Земля в сотни раз чаще подвергалась бы падению астероидов и комет!
Как же планеты-гиганты защищают нас от падений незванных гостей?
Вы наверняка слышали о «космическом слаломе», когда автоматические станции, направляемые к далёким объектам Солнечной системы, совершают «гравитационные манёвры» около некоторых планет. Они подходят к ним по заранее расчитанной траектории и, используя силу их притяжения, разгоняются ещё сильнее, но не падают на планету, а «выстреливают» слово из пращи с ещё большей скоростью, чем на входе и продолжают своё движение. Тем самым экономится топливо, которое было бы нужно для разгона одними только двигателями.
Точно также планеты-гиганты выбрасывают за пределы Солнечной системы астероиды и кометы, которые пролетают мимо них, пытаясь прорваться к внутренним планетам, в том числе к Земле. Юпитер, со своими собратьями, увеличивает скорость такого астероида, сталкивает его со старой орбиты, тот вынужденно меняет свою траекторию и улетает в космическую бездну.
Так что, без планет-гигантов, жизнь на Земле вероятно была бы невозможна из-за постоянных метеоритных бомбардировок.
Ну, а теперь вкратце познакомимся с каждой из планет-гигантов.

Юпитер — самая большая планета-гигант.

Первым по порядку от Солнца, из планет-гигантов, идёт Юпитер. Это и самая большая планета Солнечной системы.
Иногда говорят, что Юпитер — не состоявшаяся звезда. Но, чтобы запустить собственный процесс ядерных реакций, Юпитеру не хватает массы, причём довольно много. Хотя, масса потихоньку растёт за счёт поглощения межпланетного вещества — комет, метеоритов, пыли и солнечного ветра. Один из вариантов развития Солнечной системы показывает, что если так пойдёт и дальше, то Юпитер вполне может стать звездой или коричневым карликом. И тогда наша Солнечная станет двойной звёздной ситемой. Кстати, двойные звёздные системы — обычное дело в окружающем нас Космосе. Одиночных звёзд, вроде нашего Солнца, — гораздо меньше.
Существуют расчёты, показывающие, что уже сейчас Юпитер излучает больше энергии, чем поглощает её от Солнца. И если это действительно так, то ядерные реакции уже должны идти, иначе энергии взяться просто неоткуда. А это уже признак именно звезды, а не планеты…
Сравнение размеров Земли и Юпитера:

На этом снимке видно и знаменитое Большое Красное Пятно, его ещё называют «глазом Юпитера». Это гигантский вихрь, который существует по-видимому уже не одну сотню лет.
В 1989 году к Юпитеру был запущен аппарат «Галилео». За 8 лет работы, он сделал уникальные снимки самой планеты-гиганта, спутников Юпитера, а также провёл множество измерений.
Что творится в атмосфере Юпитера и в его недрах — остаётся только догадываться. Зонд аппарата «Галилео» спустившися в его атмосферу на 157 км., выдержал всего 57 минут, после чего был раздавлен давлением в 23 атмосферы. Но, он успел сообщить о мощных грозах и ураганных ветрах, также передал данные о составе и температуре.
Ганимед, самый большой из спутников Юпитера, является и самым большим из спутников планет в Солнечной системе.
В самом начале исследований, в 1994 году «Галилео» наблюдал падение кометы Шумейкеров-Леви на поверхность Юпитера и прислал изображения этой катастрофы. С Земли это событие наблюдать было нельзя — только остаточные явления, которые стали видны по мере вращения Юпитера.

Сатурн.

Далее идёт не менее знаменитое тело Солнечной системы — планета-гигант Сатурн, который известен прежде всего благодаря своим кольцам. Кольца Сатурна состоят из частичек льда, размером от пылинок до довольно больших кусков льда. При внешнем диаметре колец Сатурна 282000 километров, их толщина — всего около ОДНОГО километра. Поэтому, при взгляде сбоку, кольца Сатурна не видны.
Но, у Сатурна есть и спутники. Сейчас открыто около 62 спутников Сатурна.
Самый большой спутник Сатурна — Титан, размер которого больше планеты Меркурий! Но, он состоит в значительной мере из замёрзшего газа, то есть легче Меркурия. Если Титан переместить на орбиту Меркурия, то лёдяной газ испарится и размеры Титана сильно уменьшатся.
Ещё один интересный спутник Сатурна — Энцелад, привлекает учёных тем, что под его ледяной поверхностью есть океан жидкой воды. А если так, то в ней возможна и жизнь, ведь и температуры там положительные. На Энцеладе открыты мощные водяные гейзеры, бьющие в высоту на сотни километров!

Исследовательская станция «Кассини» находится на орбите Сатурна с 2004 года. За это время собрано множество данных о самом Сатурне, его спутниках и кольцах.
Так же осуществлена посадка автоматической станции «Гюйгенс» на поверхность Титана, одного из спутников Сатурна. Это была первая в истории посадка зонда на поверхность небесного тела во Внешней части Солнечной системы.
Несмотря на свои значительные размеры и массу, плотность Сатурна примерно в 9.1 раза меньше плотности Земли. Поэтому, ускорение свободного падения на экваторе — всего 10,44 м/с². То есть, совершив там посадку, мы бы не почувствовали возросшей силы тяжести.

Уран — ледяной гигант.

Атмосфера Урана состоит из водорода и гелия, а недра — изо льда и твёрдых горных пород. Уран выглядит довольно спокойной планетой, в отличие от буйного Юпитера, но всё-же в его атмосфере были замечены вихри. Если Юпитер и Сатурн называют газовыми гигантами, то Уран и Нептун — ледяные гиганты, поскольку в их недрах отсутствует металлический водород, а вместо него много льда в различных высокотемпературных состояниях.
Уран выделяет очень мало внутреннего тепла и поэтому является самой холодной из планет Солнечной системы — на нём зарегистрирована темперутура -224°С. Даже на Нептупне, который находится дальше от Солнца — и то теплее.
У Урана есть спутники, но они не очень крупные. Самый большой из них, Титания, в диаметре более чем в два раза меньше нашей Луны.
Нет, я не забыл повернуть фотографию 🙂
В отличие от других планет Солнечной системы, Уран как бы лежит на боку — его собственная ось вращения лежит почти в плоскости вращения Урана вокруг Солнца. Поэтому, он поворачивается к Солнцу то Южным, то Северным полюсами. То есть, солнечный день на полюсе длится 42 года, а потом сменяется на 42 года «полярной ночи», во время которой освещён противоположный полюс.
Этот снимок сделан телескопом Хаббл в 2005 году. Видны кольца Урана, светло окрашенный южный полюс и яркое облако в северных широтах.
Оказывается, не только Сатурн украсил себя кольцами!
Любопытно, что все планеты носят имена римских богов. И только Уран назван именем бога из древнегреческой мифологии.
Ускорение свободного падения на экваторе Урана — 0,886 g. То есть, сила тяжести на этой планете-гиганте даже меньше чем на Земле! И это несмотря на его огромную массу… Виной этому — опять же малая плотность ледяного гиганта Урана.
Космические аппараты пролетали мимо Урана, делая попутно снимки, но детальных исследований пока не проводилось. Правда, NASA планирует отправить к Урану исследовательскую станцию в 2020-ых годах. Есть планы и у Европейского космического агентства.

Нептун.

Нептун — самая дальняя планета Солнечной системы, после того, как Плутон «разжаловали» в «карликовые планеты». Как и остальные планеты-гиганты, Нептун значительно больше и тяжелее Земли.

Нептун, как и Сатурн, является ледяной планетой-гигантом.
Нептун находится довольно далеко от Солнца и поэтому стал первой планетой, открытой благодаря математическим вычислениям, а не при помощи прямых наблюдений. Планета была зрительно обнаружена в телескоп 23 сентября 1846 года астрономами Берлинской обсерватории, на основании педварительных расчётов француского астронома Леверье.
Любопытно, что судя по рисункам, Галилео Галией наблюдал Нептун задолго до этого, ещё в 1612 году, в свой первый телескоп! Но… он не распознал в нём планету, приняв за неподвижную звезду. Поэтому, Галилей не считается первооткрывателем планеты Нептун.
Несмотря на свои значительные размеры и массу, плотность Нептуна примерно в 3,5 раза меньше плотности Земли. Поэтому, на экваторе сила тяжести — всего 1,14 g, то есть почти как на Земле, как и у двух предыдущих планет-гигантов.  Николай Курдяпин, kosmoved.ru или расскажите друзьям:

Известные

В отличие от каменных планет земной группы, все они являются газовыми планетами, обладают значительно большими размерами и массами (вследствие чего давление в их недрах значительно выше), более низкой средней плотностью (близкой к средней Солнечной, 1,4 г/см³), мощными атмосферами, быстрым вращением, а также кольцами (в то время как у планет земной группы таковых нет) и бо́льшим количеством спутников. Почти все эти характеристики убывают от Юпитера к Нептуну.

Юпитер

Основная статья: Юпитер

Юпитер обладает массой в 318 раз больше земной, и в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Он состоит главным образом из водорода и гелия. Высокая внутренняя температура Юпитера вызывает множество долгоживущих вихревых структур в его атмосфере, таких как полосы облаков и Большое красное пятно.

У Юпитера имеется 79 спутников. Четыре крупнейших — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — схожи с планетами земной группы такими явлениями, как вулканическая активность и внутренний нагрев. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходит по размеру планету Меркурий.

Сатурн

Основная статья: Сатурн

Сатурн, известный своей обширной системой колец, имеет несколько схожие с Юпитером структуру атмосферы и магнитосферы. Хотя объём Сатурна составляет 60 % юпитерианского, масса (95 масс Земли) — меньше трети юпитерианской; таким образом, Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды).

У Сатурна имеется 62 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой.

Уран

Основная статья: Уран (планета)

Уран с массой в 14 раз больше, чем у Земли, является самой лёгкой из внешних планет. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лёжа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98°. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Он имеет намного более холодное ядро, чем другие газовые гиганты, и излучает в космос очень мало тепла.

У Урана открыты 27 спутников; крупнейшие — Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.

Нептун

Основная статья: Нептун

Нептун, хотя и немного меньше Урана, более массивен (17 масс Земли) и поэтому более плотный. Он излучает больше внутреннего тепла, но не так много, как Юпитер или Сатурн.

У Нептуна имеется 14 известных спутников. Крупнейший — Тритон, является геологически активным, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении. Также Нептун имеет несколько троянских астероидов, которые находятся с ним в резонансе 1:1.

Предполагаемые

В 2011 году учёными была предложена модель, исходя из которой после образования Солнечной системы примерно ещё 600 млн лет существовала гипотетическая пятая планета-гигант размером с Уран. Впоследствии, во время миграции крупных планет на их нынешнюю позицию, эта планета должна была быть либо выброшена из Солнечной системы (став планетой-сиротой), либо перейти на её далёкие окраины (став гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X» в облаке Оорта), чтобы планеты могли занять их нынешние орбиты, не выбросив при этом ныне существующие Уран или Нептун или не вызвав столкновение Земли с Венерой или с Марсом.

Девятая планета

Основная статья: Девятая планета

В начале 2016 года американские астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин опубликовали работу, объясняющую необычное положение орбит обособленных транснептуновых объектов. Она предполагает существование газового гиганта с массой примерно равной 10 M⊕ и удалённой от Солнца в среднем на 700 а.е. При моделировании условий формирования, было предположено, что Девятая планета имеет радиус примерно равный 3,7 R⊕.

Тюхе

Основная статья: Тюхе (гипотетическая планета)

Д. Матис впервые предложил существование планеты Тюхе (Тихея) в 1999 году, основываясь на полученном смещении в точках происхождения долгопериодических комет. Вместо распространённого мнения о том, что кометы прибывают из случайных точек на небе, Матис пришёл к выводу, что они были на самом деле объединены в группы по наклону эклиптики и кометы исходят из облака Оорта. Такие кластеры могут быть объяснены результатом взаимодействия с невидимым объектом, по меньшей мере таким как Юпитер.

Другие «Планеты X»

Основные статьи: Гипотеза о пятом газовом гиганте, Планета X и Немезида (звезда)

Существуют другие теории о неизвестном газовом гиганте, но они, как например, теория о гипотетической планете Нибиру, не являются научными и не основываются на проверяемых данных. Также существенно уменьшает количество предполагаемых планет работы космического телескопа WISE, которые ограничили альбедо предполагаемых планет в зависимости от расстояния до Солнца.

> См. также

  • Девятая планета
  • Планеты земной группы
  • Карликовая планета
  • Газовая планета
  • Экзопланета
  • Программа Grand Tour

Самая большая планета Солнечной системы

Из всех планет Солнечной системы наибольшей является Юпитер. Ближе него к Солнцу расположены четыре землеподобные планеты, а сам Юпитер является газовым гигантом. Это означает, что у него нет твердой поверхности. В центре планеты располагается океан из жидкого водорода, а над ним атмосфера. При этом из-за высоких значений давления и температуры не существует конкретной границы между газообразной атмосферой и жидким океаном. 89% атмосферы – это водород, а ещё 10% приходится на гелий.

Однако на Юпитере есть и твердая материя. В самом центре находится каменное ядро, которое превышает по размерам Землю. Окружено ядро слоем металлического водорода толщиной 45 тыс км. Естественно, эта информация является теоретической, на практике металлический водород пока не удалось даже получить в лабораторных условиях – не получается создать столь высокое давление.

Форма Юпитера отличается от классической сферы, он сплюснут у своих полюсов. Радиус планеты, если его измерять на экваторе, составит 71 492 км, а в полярных областях он уменьшается до 66 854 км. Для сравнения – средний радиус Земли составляет 6371 км.

Масса Юпитера 1,9х1027 кг, а объем достигает 1,43х1015 куб. км. Таким образом, он тяжелее нашей родной планеты в 320 раз и больше неё по объему в 1320 раз.

Юпитер значительно больше и любых других планет в Солнечной системе. Он почти в 2,5 раза тяжелее всех остальных объектов в ней, вместе взятых (за исключением Солнца).

Планета совершает оборот вокруг своей оси примерно за 10 часов, и это самый быстрый показатель среди всех планет Солнечной системы. Год на Юпитере длится 399 земных дней. Интересно, что на самом деле Юпитер вращается не вокруг Солнца, а вокруг их общего центра масс, который находится за пределами нашей звезды. У всех остальных планет Солнечной системы их центр масс с Солнцем лежит в границах звезды.

Сила притяжения на условной поверхности Юпитера превышает земную в 2,5 раза.

В атмосфере планеты дуют мощнейшие ветра. Даже с Земли можно наблюдать Большое красное пятно, которое является огромным ураганом, чьи размеры превышают габариты нашей планеты. Причем ещё 100 лет назад пятно было вдвое больше. Скорость ветра здесь доходит до 500 км/ч.

История наблюдения за Юпитером

Невозможно сказать, кто первым открыл Юпитер, так как о его существовании люди знали с глубокой древности, ещё до изобретения письменности. Его можно наблюдать невооруженным взглядом. Расстояние от Юпитера до нашей планеты колеблется от 588 до 967 млн км, и, при максимальном их сближении, Юпитер по своей яркости превосходит любую звезду и уступает только Венере, Луне и Солнцу. Ещё древние шумеры использовали для его обозначение название «Мулу-баббар». В античности греки называли Юпитер по имени своего главного бога – громовержца Зевса, а римляне, во многом заимствовавшие греческую мифологию, и дали ему современное название в честь аналогичного Зевсу верховного божества.

С изобретением телескопа стало возможно более подробное изучение планеты. Галилео Галилей смог открыть 4 самых крупных спутника Юпитера:

  • Ганимед;
  • Каллисто;
  • Ио;
  • Европа.

Однако есть сведения, что об их существовали знали инки. Интересно, что именно наблюдение за спутниками Юпитера позволило в 1671 году Оле Рёмеру выдвинуть предположение о том, что свет имеет конечную скорость, и даже впервые в истории рассчитать ее величину – 215 000 км/с. Это достаточно точный расчет, по современным данным скорость света составляет 300 000 км/с.

Дальнейший прогресс был связан с повышением мощности телескопов и открытием новых спутников, пока в 1973 году мимо Юпитера не прошел зонд «Пионер-10», а годом позже – и «Пионер-11». Они не только передали на Землю сотни снимков планеты и ее спутников, но и измерили характеристики магнитного поля. В 1979 году «Вояджеры» доказали наличие колец у Юпитера, а также собрали данные о температуре и химическом составе его атмосферы.

В 1995 году на орбиту Юпитера вышел аппарат «Галилео», который провел там более 8 лет и передал ученым огромный объем информации, являющийся основой представлений человечества о крупнейшей планете Солнечной системы.

Возможность жизни на Юпитере

На планете нет участков суши, очень мало воды, а атмосфера состоит из водорода и гелия, поэтому привычной нам жизни там просто не может быть. Но все же ученые считают, что возможно протекание процессов химической эволюции в юпитерианской атмосфере, хотя их наличие и не доказано. Теоретически на Юпитере могут быть формы жизни, не основанные на углероде, однако не существует ни одного даже косвенного признака их существования. Ученые считают куда более перспективным поиск жизни на многочисленных спутниках планеты.

Спутники Юпитера

На сегодняшний день у Юпитера найдено 67 спутников, однако допускается, что их общее число значительно больше ста. Отдельно выделяют галилеевы спутники, которые значительно превышают по размерам все остальные и сопоставимы с Луной. Пятый по размерам сателлит Юпитера, Амальтея, имеет объем в 6500 раз меньше, чем самый маленький галилеев спутник, Европа. Интересно, что два спутника, Фемисто и Дия, после своего открытия были потеряны, так как не удалось собрать необходимого количества информации для определения их орбит. Однако позже их удалось снова найти.

Ганимед является самым большим спутником во всей Солнечной системе и одновременно самым крупным объектом в ней, не относящимся к планетам или звездам. Более того, по своему диаметру, равному 5268 км, и объему он даже опережает Меркурий. Также это единственный спутник, у которого удалось обнаружить магнитосферу.

Европа покрыта льдом, под которым находится незамерзающий водный океан, чья глубина превышает 90 км. Это позволяет надеяться, что на Европе есть жизнь, однако современный уровень науки и техники не позволяет доказать или опровергнуть это.

Кольца Юпитера

Кольца Юпитера очень слабые. Сергей Всехсвятский, российский астроном, предположил их существование ещё в 1960 году, исследуя орбиты комет. Подтверждено их существование было в 1979 году спутником «Вояджер». Выделяют четыре кольца:

  • кольцо-гало;
  • главное-кольцо;
  • паутинное кольцо Амальтеи;
  • паутинное кольцо Фивы.

Падение кометы Шумейкеров-Леви

В 1994 году астрономы впервые зафиксировали в Солнечной системе столкновения двух небесных тел – в Юпитер врезалась комета Шумейкеров-Леви. На момент падения она представляла 21 осколок, каждый из которых достигал диаметра в 2 километра. Они бомбардировали Юпитер в период с 16 до 22 июля. Скорость удара составила 64 км/с. Когда в планету врезался самый массивный фрагмент, произошел взрыв мощностью в 6 000 000 мегатонн, что более чем в 100 тыс раз превышает количество энергии, выделившейся при взрыве самой сильной термоядерной бомбы в истории человечества.

Самая большая планета во Вселенной

Сравнения размеров Юпитера (слева) и планеты WASP-17 b (справа)

Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе, однако на рубеже 80-ых и 90-ых годов астрономы стали открывать планеты в других звездных системах – экзопланеты. Их изучение крайне осложнено тем, что они сильно удалены от Земли, не излучают свет, как звезды, и имеют относительно небольшие размеры. Дело в том, что слишком массивных планет существовать не может, так как в этом случае она по действием своей гравитации сжалась бы, а в ее центре возникли бы столь высокие давление и температура, что запустились бы термоядерные реакции, то есть вместо планеты образовалась бы звезда или коричневый карлик. Ученые до сих пор часто не могут определить, что они нашли – экзопланету или коричневый карлик. Во многом этому мешает и отсутствие точного определения для экзопланет.

Также тяжело точно определить размер экзопланет, поэтому есть несколько претендентов на звание крупнейшей известной планеты во Вселенной. Но главный из них – это WASP-17 b. Её радиус находится в пределах от 1,91 до 2,07 радиусов Юпитера, то есть достигает как минимум 136 000 км. Открыта она 11 августа 2009 года с помощью телескопа, в ЮАР. Расположена WASP-17 b на расстоянии 1000 световых лет от нас, в созвездии Скорпиона. Она выделяется среди других экзопланет рядом необычных свойств.

Масса планеты вдвое меньше массы Юпитера, что в сочетании с огромными габаритами означает низкую плотность её вещества, которая в 10 раз меньше плотности воды. Именно такая низкая плотность и позволяет планете не превращаться под действием сил тяжести в коричневый карлик или звезду.

Ещё одна особенность WASP-17 b в том, что направление её движения по орбите противоположно вращению ее звезды. Это первая обнаруженная планета с таким свойством, позже было найдено ещё несколько экзопланет с ретроградной орбитой. Их существование кардинально расходится с существующей теорией формирований планет, которую теперь необходимо корректировать.

Также WASP-17 b находится очень близко к своей звезде, расстояние между ними в 7 раз меньше расстояния от Солнца до Меркурия. Один год длится на ней менее 4 земных дней. Температура на поверхности планеты достигает 1500 К.

Надо отметить, что во Вселенной удалось найти еще несколько планет, которые отличаются большими размерами (до 2 радиусов Юпитера), малой плотностью, близким расположением к своей звезде. Их принято относить к классу «горячий юпитер» и «рыхлая планета». Скорее всего, в будущем открытые планеты-гиганты также будет относиться к этому типу космических объектов.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *