Планеты-гиганты
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! Подробнее об Энцеладе 
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 Уран, 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.
Источник
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.
Что общего у планет-гигантов
Изучив свойства планет Юпитерианской группы, можно выявить основные общие свойства, характерные для каждого представителя:
- нет твердой оболочки;
- колоссальный объем, большая часть которого состоит из водородных соединений;
- при огромной массе крайне низкий уровень плотности;
- скорость обращения по оси настолько велика, что планета сжимается;
- наличие кольцевых систем;
- множество спутников.
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.
Особенности планет-гигантов
Масса каждого из представителей этой группы в разы превышает массу всех представителей типа Земля вместе взятых. Но плотность гигантских планет очень мала, даже не выше, чем у воды. Это происходит потому, что планеты типа Юпитер представляют собой, по сути, огромные шары газа. Именно по этой причине ни у кого не получится ступить на поверхность каждой из них. Но все же, благодаря тому, что планета сильно сжата, что происходит под воздействием гравитации, гигантские планеты обладают твердым ядром с замороженной оболочкой.
Все планеты Юпитерианской группы обладают десятками спутников, к тому же множество из них по размерам превосходят земной спутник. Любопытно, что качества спутников гигантов сильно похожи на планеты земной группы, например, у многих представителей есть твердая поверхность.
Помимо всего прочего, каждую из планет Юпитерианской группы окружают кольца, включающие в себя многочисленные космические объекты.
Атмосфера планет-гигантов
Неизвестно, как представлена внешне оболочка гигантских планет. В их атмосферных слоях можно разглядеть лишь полоски облаков, которые тянутся вдоль экватора благодаря направлению, в котором планета вращается. Атмосфера планет Юпитерианской группы включает в себя в основном аммиачные и метановые частицы, в составе которых присутствует водород. Исходя из исследований, водород – основная составляющая этого типа планет, в особенности Юпитера. Внутри планет вещество сжимается до плотности, которая в десятки раз выше плотности воды. Ученые считают, что оболочку гигантских планет составляют лед и газы, которые замерзли. Это случилось, потому что по расчетам и измерениям температура атмосферных слоев этой планеты составляет 138 градусов ниже нуля, а у планет, которые расположены еще дальше от центра солнечной системы, этот показатель еще ниже.
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.
Характеристики поверхности планет-гигантов
Отличительной чертой гигантских планет нашей системы является то, что эти космические тела не обладают поверхностью как таковой, потому что их атмосферные слои перетекают в консистенцию жидкости. Во внутренней части планет есть относительно малое по размерам ядро, но оно превышает по объемам любого из представителей, входящих в категорию планет типа Земля.
Химический состав планет-гигантов
Сатурн и Юпитер имеют в своем составе легкие вещества, такие, как водород и гелий. Нептун и Уран в огромном количестве обладают аммиаком, метаном и еще некоторые не очень тяжелые элементы. У них также имеются и другие компоненты, правда, их количество значительно ниже. Исследователи выяснили, что если растет масса планеты, то вырастает и его атмосферный слой. Поэтому наиболее широкой атмосферой наделены все планеты кроме Сатурна, потому как они схожи по своим параметрам. Различие в перечне химического состава объектов обуславливается эволюционным развитием нашей системы планет.
Строение и плотность планет-гигантов
Как уже было отмечено ранее, главной чертой в строении представителей Юпитерианской группы является то, что они не обладают твердой оболочкой, а в имеют лишь легкие вещества в своем составе: гелий и водород. Все, что возможно разглядеть на них, творится в атмосферных слоях. На поверхности Юпитера можно увидеть полоски, которые видны даже в маленькие телескопы. Эти полоски протяженны вдоль экваториальной линии. В высших слоях атмосферы этой планеты можно обнаружить элементы, которые красят атмосферные части в разные оттенки. Плотность же гигантских планет в несколько раз меньше плотности представителей земной группы.
Источник