Солнце звезда или газовый гигант

Газовые гиганты Солнечной системы: любопытные факты

Газовые гиганты Солнечной системы, как и любой другой, по большей части состоят из газов. Физические и химические характеристики этих планет настолько отличаются от всего нашего окружения, что не могут не вызывать к себе интерес даже тех, кто очень далек от астрономии.

Газовые гиганты

Известно, что объекты нашей звездой системы условно разделены на две группы: земную и газовую. Ко второй относятся планеты, не имеющие твердой оболочки. У нашей звезды имеется четыре таких объекта:

Газовые гиганты Солнечной системы отличаются неопределенностью границ между ядром, оболочкой и атмосферой планеты. Собственно, даже уверенности в наличии ядра у ученых нет.

Согласно наиболее вероятной системе возникновения нашего мира, газовые гиганты Солнечной системы появились намного позднее планет земной группы. Давление в атмосфере великанов растет по мере углубления. Специалисты считают, что ближе к центру планеты оно настолько велико, что водород переходит в жидкую форму.

Газовые тела вращаются вокруг своей оси быстрее, чем твердые. Любопытно, что планеты (газовые гиганты) Солнечной системы выделяют больше тепла, чем получают от Светила. Этот феномен частично можно объяснить гравитационной энергией, но происхождение оставшейся части ученым до конца не совсем понятно.

Юпитер

Самая большая планета Солнечной системы – газовый гигант Юпитер. Он настолько велик, что разглядеть его можно даже невооруженным глазом – в ночном небе это объект третий по яркости, более заметны лишь Луна и Венера. Даже в небольшой телескоп можно разглядеть диск Юпитера с четырьмя точками – спутниками.

Планета может похвастаться не только самыми большими размерами, но и самым сильным магнитным полем – оно больше земного в 14 раз. Существует мнение, что оно создано движением металлического водорода в недрах гиганта. Радиоизлучение планеты настолько мощное, что повреждает любые аппараты, подходящие близко. Несмотря на гигантские размеры Юпитера, вращается он быстрее всех своих собратьев по звездной системе – полное обращение занимает всего 10 часов. Зато его орбита так велика, что облет вокруг Светила занимает 12 земных лет.

Юпитер – самый близкий к нам газовый гигант, поэтому он наиболее изучен среди планет своей группы. Именно к этому телу было направлено больше всего космических аппаратов. В настоящее время на орбите находится зонд «Юнона», собирающий информацию о планете и ее спутниках. Корабль был запущен в 2011 году, в июле 2016 он достиг орбиты планеты. В августе того же года он подлетел на максимально близкое расстояние – огибал Юпитер всего в 4200 км от его поверхности. В феврале 2018 года планируется затопление аппарата в атмосфере гиганта. Снимков этого процесса ждет весь мир.

Сатурн

Второй по величине газовый гигант Солнечной системы – Сатурн. Эта планета считается самой загадочной, благодаря своим кольцам, о происхождении которых спорят ученые всего мира. Сегодня известно, что состоят они из различных по размеру кусочков скальных пород, льда и пыли. Есть частицы с пылинку, но имеются и объекты до километра в диаметре. Любопытно, что ширины колец могло бы хватить для того, чтобы перейти по ним от Земли до Луны, тогда как их ширина всего порядка километра.

Отраженный свет этого объекта превышает количество, отражаемое планетой. Даже не слишком мощного телескопа хватит, чтобы разглядеть кольца Сатурна.

Ученые выяснили, что плотность планеты в два раза меньше, чем у воды: если бы была возможность погрузить Сатурн в воду, он бы остался на плаву.

На гиганте очень сильные ветры – на экваторе зафиксированы вихри со средней скоростью 1800 км/ч. Чтобы примерно представить их силу, следует сравнить их с самым мощным торнадо, скорость которого достигает 512 км/ч. День Сатурна пролетает быстро – всего за 10 часов, 14 минут, тогда как год тянется 29 земных лет.

Эта планета именуется ледяным гигантом, поскольку под атмосферой из водорода, гелия и метана расположены не только горные породы, но и высокотемпературные модификации льда. Ученые обнаружили облака из водорода, аммиака и льда, проплывающие в атмосфере Урана.

Планета может похвастать самой холодной в нашей Звездной системе атмосферой — минус 224 градуса. Ученые предполагают наличие воды на гиганте, что, в свою очередь, делает возможным существование жизни.

Интересная особенность Урана – его экватор расположен поперек орбиты: планета словно легла на бок. Такое положение делает совершенно уникальной смену времен года. Полюса планеты по 42 наших года не видят солнечного света. Несложно подсчитать, что полный оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84 года. Вращение вокруг своей оси происходит за 17 ч. 14 мин., однако сильные ветры до 250 м/с (900 км/ч) ускоряют некоторые детали атмосферы, заставляя их пробежать над планетой за 14 часов.

Ранее считалось, что наклон планеты изменился после столкновения с крупным объектом, однако сегодня ученые склоняются к версии воздействия соседей по системе. Предполагается, что сбили ось Урана гравитационные поля Сатурна, Юпитера и Нептуна.

Нептун

Эта планета наиболее удалена от Солнца, поэтому большая часть информации о ней основана на расчетах и удаленных наблюдениях.

Год на Нептуне равен почти 165 земным годам. Атмосфера настолько нестабильна, что экватор планеты обращается вокруг оси за 18 часов, полюса — за 12, магнитное поле – за 16,1.

Гравитация гиганта оказывает значительное влияние на объекты, расположенные в поясе Койпера. Существуют доказательства того, что планета вывела из строя несколько областей пояса, в результате чего в его структуре появились промежутки. Температура центра Нептуна достигает 7000 градусов – столько же, сколько и у большинства известных планет или на поверхности Светила.

Газовые гиганты Солнечной системы имеют схожие характеристики, но все же это совершенно отличные друг от друга объекты, каждый из которых заслуживает того, чтобы мы узнали о них как можно больше.

Источник

Газовые гиганты

Пояс астероидов, пролегающий за Марсом – своеобразная граница, разделяющая планеты земного типа и внешние. 4 планеты, расположенные после Марса, называются газовые гиганты Солнечной системы. Плутон из-размеров понижен в статусе, теперь он считается планетоидом.

Особенности

Газовые гиганты имеют общие черты:

• отсутствие твердой поверхности;
• быстрое вращение вокруг своей оси — сутки короче в сравнении с земными;
• приплюснутая с полюсов форма;
• слабая отражательная способность;
• структура, состоящая из 4-х слоев: газовый, жидкогазовый, металлический газовый, ядро каменное или металлическое;
• большое расстояние от центра Солнечной системы;
• по нескольку десятков спутников у каждой из планет;
• нестабильное магнитное поле;
• отрицательная температура поверхности, стремящаяся к абсолютному нулю;
• наличие колец.

Газовый гигант Юпитер

Он называется несостоявшейся звездой из-за впечатляющих размеров. Он находится сразу за поясом астероидов. Благодаря чудовищной гравитации защищает планеты земного типа и самое Землю от «космических странников» – комет, крупных астероидов. Широко известна история кометы Шумейкеров-Леви, разорванная Юпитером на 21 часть в 1992 году и окончательно поглощенная им в 1994 году.

К исключительным особенностям газового гиганта относятся:

• расстояние от Солнца 5,2 а. е;
• расстояние до Земли 588-967 млн км;
• юпитерианский год равен 11, 86 земным годам;
• ось наклонена на 3,13°, что делает невозможной смену времен года;
• самые короткие сутки в системе – до 10 земных часов;
• 300 лет визуально наблюдается Большое Красное Пятно;
• отдельные слои атмосферы одновременно вращаются в противоположные стороны.

Развитие науки не позволяет изучить внутренние слои планеты. Однако атмосфера газового гиганта исследована подробно с помощью аппарата «Галилео», спущенного на планету 7.12. 1995 г. Были обнаружены многие элементы из таблицы Менделеева, в частности:

• молекулярный водород;
• гелий;
• углерод;
• азот;
• сера;
• фосфор;
• аргон;
• криптон;
• ксенон;
• неон.

«Галилео» обнаружил следы органики, что позволило американскому астроному К. Сагану выдвинуть гипотезу о существовании на Юпитере жизни на аммиачной основе. Не исключено присутствие и водно-углеродных элементов.

С Земли Юпитер легче всего наблюдать в моменты великих противостояний, ближайшее событие случится 26.09. 2022 года. Планета станет 3-м по яркости объектом на небе, ярче только Луна и Венера.

Сатурн

Исследовать планету помогла станция «Кассини». Стартовав с Земли в 1997 году, достигнув объект в 2004-м, в 2017 году аппарат завершил миссию и прекратил существование. Обширные материалы исследований, переданные с борта станции, узкоспециальные и полнее раскрывают характеристики планеты. Особенностью Сатурна является его малая плотность. По объему он второй после Юпитера, но по плотности легче воды. На планете бушуют самые мощные в Солнечной системе ураганы.

Основные характеристики Сатурна:

• расстояние до Солнца 9,58 а. е;
• 6-я орбита;
• сатурнианский год равен 29,5 земных лет;
• расстояние до Земли колеблется в пределах 8-11,1 а. е;
• самая известная система колец;
• длина экватора 60300 км;
• сутки равны 10 ч.34 минуты в земном измерении;
• наличие Большого Белого Овала.

Ледяные гиганты

Масса планет земного типа, следовательно, гравитация, слишком слаба, чтобы удержать газы в качестве атмосферы. То есть, газовыми гигантами могут быть только большие объекты. Это касается Урана и Нептуна. Состав гелия и водорода не больше 20%. С магнитными полюсами неразбериха: их может быть больше 2-х, которые часто перемещаются.

Правило простое: не все газовые гиганты являются ледяными, но все ледяные гиганты одновременно газовые.

Подробнее о Нептуне и Уране см. материалы нашего сайта.

Спутники

Астрономы считают, что спутники дальних планет еще не все открыты. Известные объекты представлены в таблице.

Таблица 1. Спутники газовых гигантов.

Названия спутников заимствованы из античной мифологии, но есть исключение: имена некоторых «уранианцев» взяты из произведений У. Шекспира. «Галилеевыми» спутниками называют Ио, Европу, Каллисто и Ганимеда. Если имя «юпитерианца» заканчивается на –е, это означает, что он движется ретроградно. К ним относятся Пасифе, Синопе, Карме, Ананке.

Источник

Газовые гиганты

Внешние планеты в нашей системе: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Пропорции размеров соблюдены

Планеты в нашей Солнечной системе делят на внутренние и внешние. Те, что расположены ближе к звезде, именуют планетами земного типа. Они наполнены силикатными минералами и металлом. Но за чертой астероидного пояса проживают их оппоненты – газовые гиганты.

Всего их четверо, и они также обладают своими отличиями. С запуском зондов нам удалось изучить их получше и узнать много интересной информации.

Определение газовых гигантов

Газовым гигантом называют планету, представленную водородом и гелием. Впервые наименование использовал Джеймс Блиш в 1952 году. Он был писателем-фантастом и этот термин не совсем соответствует реальности, потому что элементы в газовых гигантах на глубине трансформируются в жидкое или твердое состояние.

Газовые гиганты

У газовых гигантов наблюдается меньшая концентрация металла и силикатов в ядрах. Но этот термин прочно закрепился и сейчас используется как официальный. Параллельно появилось название «ледяные гиганты» для Урана и Нептуна, которые обладают большим количеством летучих веществ.

Классификация газовых гигантов

Существует 5 разновидностей, базирующихся на схеме Дэвида Сударки.

• I – аммиачные облака. Сюда входят планеты, расположенные во внешней области системы (за пределом линии льда). Это дистанция, где летучие вещества конденсируются в твердые ледяные зерна.
• II – водные облака. Обладают средними температурными показателями (-23°С), поэтому слишком нагреты для создания аммиачного облачного покрова. Вода сильнее отражает, так что наделены более высоким показателем альбедо.
• III – безоблачные. Температура поднимается к 80°С-530°С, поэтому лишены облачного покрова (нет достаточного количества химических веществ). Наделены низким альбедо и кажутся расплывчатыми голубыми шарами, так как метан поглощает красные длины волн.
• IV – щелочные металлы. Нагреваются выше 627°С, из-за чего в атмосфере начинает доминировать монооксид углерода. Растет также количество щелочных металлов. Такие объекты именуют горячими юпитерами.
• V – силикатные облака. Это наиболее раскаленные гиганты (больше 1100°С). На верхнем атмосферном слое располагаются силикатные и железные облачные формирования. Будут выглядеть красными в обзоре телескопов.

Основные факты о газовых гигантах

Юпитер стоит на первой позиции по размерам среди гигантов в Солнечной системе. Его радиус практически в 11 раз превышает земной. Он обладает 79-ю спутниками. Планета состоит изо льда и горной породы. Большая часть массы представлена жидким металлическим водородом, из-за чего формируется масштабное магнитное поле. Юпитер настолько огромен, что его можно отыскать на небе ночью без использования телескопов. Атмосферный слой наполнен аммиаком, водородом, гелием и метаном.

Строение газовых гигантов

Сатурн в 9 раз крупнее земного радиуса и отличается восхитительной кольцевой системой. Обладает 62 спутниками. Планета наполнена водородом и гелием, окружающих плотное ядро. По атмосфере схоже с Юпитером.

Уран превышает земной радиус в 4 раза. Этот объект уникален своим углом осевого наклона, из-за которого практически опрокинут на бок. К тому же вращается в обратном направлении. Содержит семейство из 27 спутников, а атмосфера – водород, метан и гелий. В 1781 году планету нашел Уильям Гершель.

Осевой наклон газовых гигантов

Нептун также по радиусу крупнее Земли в 4 раза и похож по атмосферному составу с Ураном. Рядом с ним вращаются 14 спутников. Планету обнаружили в 1846 году.

Формирование и общие черты газовых гигантов

Полагают, что с самого начала гиганты появились в виде скалистых и ледяных планет, напоминающих земной тип. Но размер ядра был огромен, что позволило притягивать больше водорода и гелия из газового облака до того, как сформировалась звезда.

Уран и Нептун расположены дальше, поэтому им было сложнее накапливать материал. Это привело к тому, что они уступают по размеру первым гигантам. Их атмосферы также сильнее загрязнены тяжелыми элементами, вроде метана и аммиака.

Ученым удалось отыскать тысячи экзопланет, среди которых огромная часть являются горячими юпитерами. Это газовые гиганты, расположенные крайне близко к своим звездам. Полагают, что изначально они образуются дальше, но потом приближаются.

Гиганты формируют вокруг себя масштабные лунные семьи. Многие появляются вместе с планетами, а другие притягиваются гравитацией. Обычно все вращаются в одной направленности с планетами. Но Тритон у Нептуна следует в противоположную сторону. Это намек на то, что он является захваченным объектом.

Текущие исследования газовых гигантов

Каждая планета наделена сложным атмосферным слоем и серией масштабных бурь. К примеру, уже 4 века на Юпитере бушует Большое Красное Пятно, которое сейчас сокращается в размерах. Мы нуждаемся в более длительных обзорах, чтобы выяснить точный характер погодных формирований.

На Сатурне сейчас завершилась миссия Кассини, а Юнона изучает Юпитер. Исследователи также настроены на поиск сейсмических волн, напоминающих земные особенности при землетрясениях.

Экзопланеты и газовые гиганты

Исследование чужих миров показало огромное количество газовых гигантов, превосходящих Юпитер во много раз. Некоторые практически достигали статуса звезды. Но они расположены крайне далеко от нас, поэтому сложно определить точное альбедо и спектры.

Большая часть гигантов представлена супер-юпитерами, потому что их просто легче отыскать. Такие объекты делятся на холодные и горячие юпитеры. Первые обогащены водородом и в 1.6 раз массивнее Юпитера.

Горячие юпитеры наделены огромным количеством водорода. Если газовые гиганты вырастают в 13-80 раз больше Юпитера, то становятся коричневыми карликами. Такие тела крупнее любой планеты, но им все равно не хватает массы для активации ядерного слияния в ядре, и они не могут стать полноценными звездами.

Коричневый карлик Т-типа

Газовые гиганты разнообразные и сложные по своей природе. В Солнечной системе проживают всего 4 таких планеты, но они предлагают богатое поле для исследований. К тому же выступают еще одним пазлом в понимании формирования нашей системы.

Супер-Земли

Среди экзопланет удалось отыскать множество супер-земель (по размеру между Землей и Нептуном). Эту разновидность не встретить на территории нашей Солнечной системы, поэтому пока еще не ясно, выглядят они скорее как гиганты или земной тип.

Сейчас научный мир ожидает запуска телескопа Джеймс Уэбб, который обещает увеличить силу поиска и откроет нам космические глубины.

Источник