Размеры планет Солнечной системы по порядку — от наибольшей к наименьшей
Планеты сильно отличаются друг от друга по своим габаритам и массам. Какая же планета Солнечной системы является самой большой, а какая – самой маленькой?
Юпитер
Главный гигант Солнечной системы – это Юпитер. Его радиус достигает 69911 км. По объему он превосходит Землю в 1321 раз! Но его масса больше земной только в 318 раз. Причина этого в том, что Юпитер по большей части состоит из газов и оттого имеет небольшую плотность.
Сатурн
Следующим по размерам идет Сатурн. Радиус 6-ой планеты от Солнца составляет 58232 км. Объем Сатурна больше земного в 764 раза, а его масса превышает массу Земли в 95 раз.
Уран занимает третью позицию в рейтинге планет по своим габаритам. Его радиус равен 25362 км, а масса оценивается в 14,5 земных масс. Объем Урана достигает 63 объемов Земли.
Нептун
Далее идет последняя планета-гигант, Нептун, чей радиус составляет 24622 км. Объем Нептуна больше аналогичного показателя Земли в 57,7 раз. Так как плотность у Нептуна выше, чем у Урана, то он обгоняет своего более габаритного соседа по массе, которая равна 17 массам Земли.
Земля
Крупнейшей планетой земной группы является сама Земля. Радиус колыбели человечества равен 6371 км. Масса Земли – это огромная величина, составляющая 5,97• 10 24 кг. Объем же нашей планеты равен 1,08• 10 12 куб. км.
Венера
Венера лишь немного уступает Земле. Радиус Венеры оценивается в 6050 км. Масса самой горячей планеты Солнечной системы составляет 81,5% от массы Земли, в то время как ее объем достигает 85,7% от земного.
Марс значительно меньше. Радиус Красной планеты достигает всего лишь 3389 км. Масса Марса равна 0,107 массам Земли, а объем – 0,15 земным объемам.
Меркурий
Наконец, наименьшей планетой Солнечной системы является Меркурий. Радиус ближайшей к Солнцу планеты – всего 2439 км, а его масса и объем меньше земных показателей в 18 раз.
Таблица «Размеры планет Cолнечной системы в порядке возрастания»
| № п/п | Названия планет | Радиус, км | Масса (Земля=1) |
| 1 | Меркурий | 2439 км | 0,06 |
| 2 | Марс | 3389 км | 0,53 |
| 3 | Венера | 6050 км | 0,82 |
| 4 | Земля | 6371 км | 1 |
| 5 | Нептун | 24622 км | 17,23 |
| 6 | Уран | 25362 км | 14,54 |
| 7 | Сатурн | 58232 км | 95,15 |
| 8 | Юпитер | 69911 км | 317,89 |
Также в Солнечной системе есть и карликовые планеты, в частности, Плутон. Его радиус составляет всего 1188 км, а масса меньше земной почти в 500 раз. Неудивительно, что в 2006 г. это небесное тело, считавшееся ранее полноценной планетой, понизили в статусе до карликовой планеты. Близкими размерами обладает другая карликовая планета – Эрида, а остальные карликовые планеты значительно меньше.
Источник
Планетная масса — Planetary mass
Планетарный масса является мерой массы в виде планеты объекта -подобного. В Солнечной системе , планеты, как правило , измеряется в астрономической системе единиц , где единица массы является масса Солнца ( M ☉ ), масса Солнца . При изучении экзопланет , единица измерения , как правило , масса Юпитера ( М J ) при больших газовых гигантских планет, и масса Земли ( M ⊕ ) для небольших каменистых планет земной .
Масса планеты в Солнечной системе — это настраиваемый параметр при подготовке эфемерид . Есть три варианта вычисления планетарной массы:
- Если у планеты есть естественные спутники , ее массу можно рассчитать с помощью закона всемирного тяготения Ньютона, чтобы получить обобщение третьего закона Кеплера, который включает массу планеты и ее луны. Это позволило на раннем этапе измерить массу Юпитера в единицах массы Солнца .
- О массе планеты можно судить по ее влиянию на орбиты других планет. В 1931-1948 годах ошибочные применения этого метода привели к неверным расчетам массы Плутона .
- Могут быть использованы данные о влиянии, собранные с орбит космических зондов . Примеры включают зондыVoyager к внешним планетам и космический корабль MESSENGER к Меркурию .
- Кроме того, множество других методов могут дать разумные приближения. Например, Варуна , потенциальная карликовая планета , очень быстро вращается вокруг своей оси, как и карликовая планета Хаумеа . Хаумеа должен иметь очень высокую плотность, чтобы его не раздирали центробежные силы . Посредством некоторых расчетов можно установить ограничение на плотность объекта. Таким образом, если размер объекта известен, можно определить предел массы. См. Ссылки в вышеупомянутых статьях для получения дополнительной информации об этом.
Содержание
Выбор единиц
Выбор солнечной массы , M ☉ , так как основная единица для планетарной массы поступает непосредственно из расчетов , используемых для определения планетарной массы. В наиболее точном случае, масса самой Земли , масса известна в единицах массы Солнца до двенадцати значащих цифр : одна и та же масса в килограммах или других единицах измерения на Земле известна только пяти значащим цифрам, которые меньше одной миллионной точности.
Разница заключается в том, как рассчитываются массы планет. Невозможно «взвесить» планету, а тем более Солнце, по эталонам массы, используемым в лаборатории. С другой стороны, орбиты планет дают большой диапазон наблюдательных данных относительно относительного положения каждого тела, и эти положения можно сравнить с их относительными массами, используя закон всемирного тяготения Ньютона (с небольшими поправками для общей теории относительности, где необходимо). Для того, чтобы преобразовать эти относительные массы в единицах наземного базирования , таких как килограмм, необходимо знать значение ньютоновской гравитационной постоянной , G . Эту константу чрезвычайно трудно измерить на практике, и ее значение известно только с точностью до одной десятитысячной.
Масса Солнца — довольно большая единица в масштабах Солнечной системы: 1,9884 (2) × 10 30 кг. Самая большая планета, Юпитер , составляет 0,09% массы Солнца, а Земля составляет около трех миллионных (0,0003%) массы Солнца. В литературе используются различные условные обозначения, чтобы решить эту проблему: например, инвертирование отношения, чтобы указать массу планеты в «количестве планет», которое потребуется для образования одного Солнца. Здесь мы решили перечислить все планетные массы в «микроСолнце» — то есть масса Земли составляет чуть больше трех «микроСолнц», или трех миллионных масс Солнца — если они специально не указаны в килограммах.
При сравнении планет между собой, часто бывает удобно использовать массу Земли ( М Е или М ⊕ ) в качестве стандарта, в частности , для земных планет . Для массы газовых гигантов , а также для большинства внесолнечных планет и коричневых карликов масса Юпитера ( M Дж ) является удобным сравнением.
| Планета | Меркурий | Венера | земной шар | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Масса Земли M ⊕ | 0,0553 | 0,815 | 1 | 0,1075 | 317,8 | 95,2 | 14,6 | 17,2 |
| Масса Юпитера М Дж | 0,000 17 | 0,002 56 | 0,003 15 | 0,000 34 | 1 | 0,299 | 0,046 | 0,054 |
Планетная масса и формирование планет
Масса планеты имеет последствия для ее структуры, поскольку имеет большую массу, особенно когда она находится в процессе формирования . Тело, которое составляет более одной десятитысячной массы Земли, может преодолеть свою прочность на сжатие и достичь гидростатического равновесия : оно будет примерно сферическим , и с 2006 года классифицируется как карликовая планета, если оно вращается вокруг Солнца ( то есть, если это не спутник другой планеты). Меньшие тела, такие как астероиды , классифицируются как « маленькие тела Солнечной системы ».
Карликовая планета, по определению, недостаточно массивна, чтобы гравитационно очистить соседнюю область от планетезималей : не совсем известно, насколько большой должна быть планета, чтобы она могла эффективно очистить свои окрестности, но одной десятой массы Земли, безусловно, достаточно. .
Меньшие планеты содержат только силикаты и являются планетами земной группы, такими как Земля или Марс , хотя были обнаружены множественные суперземли с M E. Внутренняя структура каменистых планет зависит от массы: например, тектоника плит может потребовать минимальной массы для создания достаточных температур и давлений, чтобы это произошло.
Если протопланета вырастет за счет аккреции до более чем 5–10 M ⊕ , ее сила тяжести станет достаточно большой, чтобы удерживать водород в атмосфере . В этом случае он вырастет в газового гиганта . Если затем планета начнет миграцию , она может переместиться в пределах морозной линии своей системы и превратиться в горячий Юпитер, вращающийся очень близко к своей звезде, а затем постепенно теряя небольшое количество массы, поскольку излучение звезды разрушает ее атмосферу.
Теоретическая минимальная масса звезды может иметь, и до сих пор подвергаются водород сплав в ядре, по оценкам, составит около 75 M J , хотя слияние дейтерия может произойти в массах , как низко как 13 юпитеров.
Значения из эфемерид DE405
Эфемериды DE405 / LE405 из Лаборатории реактивного движения — это широко используемые эфемериды, датируемые 1998 годом и охватывающие всю Солнечную систему. Таким образом, массы планет образуют самосогласованный набор, что не всегда верно для более свежих данных (см. Ниже).
| Планеты и естественные спутники | Масса планеты (относительно Солнца × 10 −6 ) | Масса спутника (относительно родительской планеты) | Абсолютная масса | Средняя плотность | |
|---|---|---|---|---|---|
| Меркурий | 0. 166 01 | 3,301 × 10 23 кг | 5,43 г / см 3 | ||
| Венера | 2. 447 8383 | 4,867 × 10 24 кг | 5,24 г / см 3 | ||
| Система Земля / Луна | 3 040 432 633 33 | 6.046 × 10 24 кг | 4,4309 г / см 3 | ||
| земной шар | 3. 003 489 596 32 | 5,972 × 10 24 кг | 5,514 г / см 3 | ||
| Луна | 1. 230 003 83 × 10 −2 | 7.348 × 10 22 кг | 3,344 г / см 3 | ||
| Марс | 0,3227151 | 6,417 × 10 23 кг | 3,91 г / см 3 | ||
| Юпитер | 954,79194 | 1,899 × 10 27 кг | 1,24 г / см 3 | ||
| Ио | 4,70 × 10 −5 | 8,93 × 10 22 кг | |||
| Европа | 2,53 × 10 −5 | 4,80 × 10 22 кг | |||
| Ганимед | 7,80 × 10 −5 | 1,48 × 10 23 кг | |||
| Каллисто | 5,67 × 10 −5 | 1,08 × 10 23 кг | |||
| Сатурн | 285,8860 | 5,685 × 10 26 кг | 0,62 г / см 3 | ||
| Титан | 2,37 × 10 −4 | 1,35 × 10 23 кг | |||
| Уран | 43,66244 | 8,682 × 10 25 кг | 1,24 г / см 3 | ||
| Титания | 4,06 × 10 −5 | 3,52 × 10 21 кг | |||
| Оберон | 3,47 × 10 −5 | 3,01 × 10 21 кг | |||
| Нептун | 51,51389 | 1.024 × 10 26 кг | 1,61 г / см 3 | ||
| Тритон | 2,09 × 10 −4 | 2,14 × 10 22 кг | |||
| Карликовые планеты и астероиды | |||||
| Система Плутон / Харон | 0,007396 | 1,471 × 10 22 кг | 2,06 г / см 3 | ||
| Церера | 0,00047 | 9,3 × 10 20 кг | |||
| Веста | 0,00013 | 2,6 × 10 20 кг | |||
| Паллада | 0,00010 | 2,0 × 10 20 кг | |||
Масса Земли и лунная масса
Если у планеты есть естественные спутники, ее масса обычно указывается для всей системы (планета + спутники), так как это масса всей системы, которая действует как возмущение на орбитах других планет. Различие очень незначительное, поскольку естественные спутники намного меньше своих родительских планет (как видно из таблицы выше, где перечислены только самые большие спутники).
Примером могут служить Земля и Луна, отчасти потому, что Луна необычно велика (чуть более 1% массы Земли) по сравнению с ее родительской планетой по сравнению с другими естественными спутниками. Есть также очень точные данные, доступные для системы Земля – Луна, в частности, из эксперимента по лазерной дальнометрии Луны (LLR).
Геоцентрическая гравитационная постоянная — произведение массы времен Земли в ньютоновской гравитационной постоянной — может быть измерена с высокой точностью из орбит Луны и искусственных спутников. Отношение двух масс можно определить по небольшому колебанию орбиты Земли, вызванному гравитационным притяжением Луны.
Более свежие значения
Создание полных и высокоточных эфемерид Солнечной системы — непростая задача. Можно (и несколько проще) построить частичные эфемериды, которые касаются только интересующих планет (или карликовых планет, спутников, астероидов), «зафиксировав» движение других планет в модели. Эти два метода не являются строго эквивалентными, особенно когда дело доходит до определения неопределенностей результатов: однако «наилучшие» оценки — по крайней мере, с точки зрения указанных неопределенностей в результате — для масс малых планет и астероидов обычно получаются из частичных эфемериды.
Тем не менее, новые полные эфемериды продолжают готовиться, в первую очередь эфемериды EPM2004 от Института прикладной астрономии Российской академии наук . EPM2004 основан на 317 014 отдельных наблюдениях между 1913 и 2003 годами, что более чем в семь раз больше, чем DE405, и дал более точные массы Цереры и пяти астероидов.
| EPM2004 | Витальяно и Штосс (2006) | Браун и Шаллер (2007) | Толен и др. (2008) | Питьева и Стэндиш (2009) | Рагоззин и Браун (2009) |
|---|---|---|---|---|---|
| 136199 Эрис | 84,0 (1,0) × 10 −4 | ||||
| 134340 Плутон | 73,224 (15) × 10 −4 | ||||
| 136108 Хаумеа | 20,1 (2) × 10 −4 | ||||
| 1 Церера | 4,753 (7) × 10 −4 | 4,72 (3) × 10 −4 | |||
| 4 Веста | 1,344 (1) × 10 −4 | 1,35 (3) × 10 −4 | |||
| 2 Паллада | 1,027 (3) × 10 −4 | 1,03 (3) × 10 −4 | |||
| 15 Евномия | 0,164 (6) × 10 −4 | ||||
| 3 Юнона | 0,151 (3) × 10 −4 | ||||
| 7 Ирис | 0,063 (1) × 10 −4 | ||||
| 324 Бамберга | 0,055 (1) × 10 −4 |
Лучшие оценки IAU (2009 г.)
Новый набор «текущих наилучших оценок» различных астрономических констант был одобрен 27-й Генеральной ассамблеей Международного астрономического союза (МАС) в августе 2009 года.
| Планета | Отношение массы Солнца к массе планеты (включая спутники) | Масса планеты (относительно Солнца × 10 −6 ) | Масса (кг) | Ссылка |
|---|---|---|---|---|
| Меркурий | 6023,6 (3) × 10 3 | 0. 166 014 (8) | 3,30 · 10 (3) × 10 23 | |
| Венера | 408 523 719 (8) × 10 3 | 2 081 062 72 (3) | 4,1380 (4) × 10 24 | |
| Марс | 3098. 703 59 (2) × 10 3 | 0. 323 237 1722 (21) | 6,4273 (6) × 10 23 | |
| Юпитер | 1 047 3486 (17) × 10 3 | 954.7919 (15) | 1,89852 (19) × 10 27 | |
| Сатурн | 3. 497 9018 (1) × 10 3 | 285. 885 670 (8) | 5,6846 (6) × 10 26 | |
| Уран | 22. 902 98 (3) × 10 3 | 43. 662 44 (6) | 8,6819 (9) × 10 25 | |
| Нептун | 19. 412 26 (3) × 10 3 | 51. 513 84 (8) | 1,02431 (10) × 10 26 |
Текущие наилучшие оценки IAU (2012 г.)
Набор «текущих наилучших оценок» за 2009 год был обновлен в 2012 году резолюцией B2 XXVIII Генеральной Ассамблеи IAU. Улучшенные значения были даны для Меркурия и Урана (а также для системы Плутона и Весты).
Источник