Меню

Які планети випромінюють більше енергії у космоса

§ 9. Планети-гіганти

Вивчивши цей параграф, ми:

• дізнаємося, чому планети-гіганти не мають твердої поверхні;

• довідаємося, чи стане Юпітер зорею;

• дізнаємося про дивну зміну пір року на Урані.

1. Загальна характеристика планет-гігантів

Планети-гіганти на відміну від планет земної групи не мають твердої поверхні, бо за хімічним складом (99 % Гідрогену і Гелію) і густиною (≈1 г/см 3 ) вони нагадують зорі, а їхня велика маса спричиняє нагрівання ядер до температури понад +10 000 °С (рис. 9.1). Крім того, планети-гіганти досить швидко обертаються навколо осі та мають велику кількість супутників (див. § 10).

Найбільшою загадкою усіх планет-гігантів (крім Урана) є джерело внутрішньої енергії, яку випромінюють ці планети в інфрачервоній частині спектра. Джерелом енергії не можуть бути термоядерні реакції, бо маса планет-гігантів недостатня для перетворення їх у зорі. Не виключена можливість, що гіганти випромінюють ту енергію, яка була накопичена під час утворення Сонячної системи кілька мільярдів років тому. Можливо, що в минулому Юпітер мав досить високу температуру на поверхні й світився на небі молодої Землі у 100 разів яскравіше за Місяць.

Рис. 9.1. Відносні розміри планет-гігантів

2. Юпітер

Юпітер, який був названий на честь наймогутнішого бога римської міфології, виявився найбільшою планетою Сонячної системи. Основними компонентами атмосфери Юпітера є водень — 86,1% та гелій — 13,8%, а у хмарах помічена присутність метану, аміаку та водяної пари. Верхній шар світлих хмар, де атмосферний тиск сягає 1 атм, має температуру -107°С і складається з кристаликів аміаку. Шар хмар з домішками сірки, що розташований нижче, має червоний колір (рис. 9.2—9.4). Найнижче знаходяться хмари з водяної пари, які утворюються на глибині 80 км від верхніх світлих хмар. Температура і атмосферний тиск із глибиною поступово зростають.

Недавно з’явилися гіпотези щодо можливості існування життя у хмарах Юпітера, адже його атмосфера має всі компоненти, які були необхідні для появи життя на Землі. Деякі шари хмар є теплі та відносно комфортні для існування навіть земних мікроорганізмів.

Рис. 9.2. Будова атмосфери Юпітера за результатами досліджень АМС «Галілей» (США). Рівень, де тиск сягає 1 атм, вважають свого роду «поверхнею» планети

Рис. 9.3. Смуги хмар в атмосфері. З надр Юпітера надходить потік енергії, який викликає конвекцію — теплі шари повітря піднімаються вгору, а холодні — опускаються донизу. Сильні горизонтальні вітри виникають через добовий перепад температури між нічною та денною півкулями планети

Рис. 9.4. Велика Червона Пляма, яка розташована в південній півкулі Юпітера і за розмірами майже вдвічі більша, ніж Земля, є велетенським вихорем в атмосфері, у якому вітер дме з ураганною швидкістю до 100 м/с (фото АМС «Вояджер», США). Чому цей вихор, який помітили ще 300 років тому, існує до нашого часу, залишається загадкою.

Для допитливих

На глибині 20000 км водень переходить у металічний стан, і його фізичні властивості нагадують розплавлений метал, який добре проводить електричний струм. Такий агрегатний стан водню (густина 4 г/см 3 при тискові 10 6 атм) на Землі не існує. Завдяки електричному струмові, що генерується у цій металевій оболонці, виникає потужне магнітне поле, тому навколо Юпітера утворюються радіаційні пояси, які в 10 4 рази інтенсивніші від земних. Юпітер є потужним джерелом радіовипромінювання. У центрі Юпітера існує тверде ядро, подібне за хімічним складом до планет земної групи, яке може складатися зі скельних порід.

3. Сатурн

Сатурн — найвіддаленішу планету, яку знали астрономи в стародавні часи,— назвали на честь батька головного бога Юпітера. Після винайдення телескопа виявили, що Сатурн є найкрасивішою планетою Сонячної системи, бо його казкове кільце зачаровує як дітей, так і дорослих (про природу кільця див. у § 10). Сатурн не має того розмаїття кольорів, який ми спостерігаємо в атмосфері Юпітера, але структура атмосфери цих планет дуже схожа. Жовтуватого кольору верхнім шарам атмосфери Сатурна надають снігові хмари з аміаку (рис. 9.5). На глибині 300 км від верхніх шарів хмар розташовуються хмари води, у яких при підвищенні температури сніг перетворюється в дощ.

Середня густина Сатурна менша, ніж води, що свідчить про невелику кількість важких хімічних елементів у ядрі планети.

Сатурн, як і Юпітер, має магнітне поле, радіаційні пояси та є джерелом радіовипромінювання.

Рис. 9.5. Верхні шари хмар отримують енергію як від Сонця, так і з глибини Сатурна. У результаті взаємодії цих потоків енергії виникають сильні вітри, що спрямовані переважно із заходу на схід і швидкість яких досягає 400 м/с. Через вітри утворюються темні смуги хмар, які розташовані паралельно до екватора

Читайте также:  Утренний сбор по теме космос подготовительная группа

Для допитливих

Сатурн теж випромінює у космос більше енергії, ніж отримує від Сонця. Астрономи недавно виявили дефіцит Гелію в атмосфері Сатурна в порівнянні з атмосферою Юпітера і запропонували цікаву гіпотезу про можливе джерело його енергії. На Сатурні Гелій не повністю розчиняється у водні, як це спостерігається на Юпітері, де вищі тиск і температура. У водневій атмосфері Сатурна Гелій утворює краплі, які конденсуються в атмосфері як своєрідний туман і потім випадають у вигляді дощу. Такі гелієві опади у верхніх шарах атмосфери можуть бути джерелом внутрішньої енергії, бо більш густий Гелій (у порівнянні з воднем) опускається ближче до центра. Таким чином, потенціальна енергія крапель Гелію перетворюється в кінетичну енергію, що призводить до підвищення температури в надрах. Із часом гелієві дощі припиняться, тому температура на Сатурні знизиться.

4. Уран

Названий на честь бога неба Уран є по-справжньому блакитною планетою, тому що одну сьому його атмосфери складає метан. Існує одна особливість, яка виділяє Уран з усіх планет Сонячної системи: його екватор нахилений до площини орбіти під кутом 98°. Такий великий кут нахилу призводить до унікальної у Сонячній системі зміни пір року — полярні кола розташовуються майже на екваторі, а тропіки — біля полюсів. Це означає, що Сонце освітлює один із полюсів планети майже 42 земні роки, у той час як на іншому полюсі стільки ж триває полярна ніч (рис. 9.6). Правда, спеки там не буває, бо Уран отримує від Сонця набагато менше енергії, ніж Земля, і температура верхніх шарів атмосфери не піднімається вище за -215 °С.

Астрономи довгий час спостерігали за Ураном, але не виявили суттєвих змін кольорів або утворень в атмосфері. Тільки у 2007 р., коли Сонце освітлювало одночасно обидві півкулі Урана (рис. 9.6), у телескопи були помічені смуги хмар.

Рис. 9.6. Вісь обертання Урана лежить майже у площині орбіти, тому там тропіки збігаються з полярним колом. Тривалість сезонів на Урані 21 земний рік. Осьове обертання Урана, як і Венери, відбувається у напрямку, протилежному напрямку обертання інших планет Сонячної системи

5. Нептун

Чи існує океан на планеті Нептун, яку назвали на честь бога підводного світу? Нептун розташовується на околиці Сонячної системи і має період обертання 164,8 земного року. Планета має внутрішнє джерело енергії, бо випромінює у космос тепла майже втричі більше, ніж одержує його від Сонця. Від часу свого відкриття у 1846 р. Нептун зробив повний оберт навколо Сонця тільки у 2011 р.

Під хмарами температура атмосфери поступово підвищується до +700 °С, тому вода там не може перебувати в рідкому стані. Більш реальною є гіпотеза про водяні хмари з розчином аміаку, густина яких може перевершувати густину рідкої води в кілька разів (рис. 9.7). Швидкість вітрів у хмарах сягає фантастичної величини — 500 м/с. Чому виникають сильні вітри на такій холодній планеті — це ще одна нерозгадана таємниця Нептуна.

Рис. 9.7. На Нептуні виявлений велетенський вихор із діаметром понад 1000 км, який має назву Велика Чорна Пляма

Висновки

Планети-гіганти за хімічним складом нагадують зорі, вони не мають твердої поверхні, тому на них ніколи не зроблять посадку пілотовані космічні кораблі. Під холодними хмарами гіганти мають гарячі надра, температура яких сягає десятків тисяч градусів. Однією з таємниць залишається джерело внутрішньої енергії планет-гігантів, бо всі вони, за винятком Урана, випромінюють у космос більше енергії, ніж отримують від Сонця.

Тести

1. Які планети випромінюють у космос більше енергії, ніж отримують від Сонця?

А. Усі планети-гіганти. Б. Юпітер, Сатурн, Нептун. В. Юпітер, Сатурн, Уран. Г. Уран.

2. Які планети обертаються навколо осі у зворотному напрямку?

А. Венера, Юпітер. Б. Усі планети-гіганти. В. Юпітер, Сатурн. Г. Уран, Венера.

3. На якій із цих планет спостерігається найбільша тривалість дня?

А. На Венері. Б. На Марсі. В. На Юпітері. Г. На Урані. Д. На Землі.

4. Скільки часу триває день на полюсах Урана?

А. 21 земний рік. Б. 17 год 14 хв. В. 1 місяць. Г. 1 земний рік. Д. 42 земні роки.

5. Які особливості у планет-гігантів?

6. Чому Юпітер можна вважати дуже схожим на зорю?

7. Що викликає гелієві дощі на Сатурні?

8. Чим обумовлена зміна пір року на Урані?

Читайте также:  Интересные события про космос

9. Обчисліть найменшу та найбільшу відстані між Землею та Юпітером.

10. За допомогою рухомої карти зоряного неба визначте, коли ці планети сходять і заходять у день вашого народження поточного року.

Диспути на запропоновані теми

11. Чому виникли гіпотези про можливе життя у хмарах Юпітера?

Завдання для спостережень

12. За допомогою астрономічного календаря відшукайте на небі Юпітер та Сатурн і визначте, у якому сузір’ї спостерігаються ці планети.

13. Які планети-гіганти видно сьогодні у вечірній час?

Ключові поняття і терміни:

Велика Червона Пляма, Велика Чорна Пляма, планети-гіганти, шари хмар, смуги хмар.

Источник

Цікаві факти про космос: 12 речей в які важко повірити

Коли ви дивитесь на зірки, про що ви думаєте? Що ми можемо бути не самі у всесвіті? Наскільки великий космос? Представляємо вам цікаві факти про космос, які важко навіть уявити…

В космосі є багато загадкового. Справа в тому, що ми не знаємо всіх відповідей на його загадки. Ми знаємо, що це величезна і гарна річ, але ми не дуже впевнені, наскільки обширним він є.

Деякі з речей, які ми знаємо, однак, є дивовижними. Нижче ми зібрали декілька найдивовижніших цікавих фактів про космос.

Що таке космос?

У загальному розумінні космос – це впорядкована або гармонійна система. Слово походить від грецького терміна κόσμος, що буквально означає «порядок» або «орнамент» і метафорично «світ», і є протилежним поняттю хаосу.

Сьогодні це слово зазвичай використовується як синонім латинського слова «Всесвіт». У багатьох слов’янських мовах, таких як українська, болгарська та сербська, слово Космос також означає “космічний простір”. Китайською мовою космос і Всесвіт перекладаються як 宇宙, що в буквальному перекладі означає простір-час.

Цікаві факти про космос: топ 12

1. Нейтронні зірки можуть обертатися зі швидкістю 600 обертів в секунду

Нейтронні зірки – одна з можливих кінцевих точок еволюції зірок високої маси. Вони народжуються в результаті вибуху супернової зірки, яка згортається, і згодом надзвичайно швидко починає обертатися.

Нейтронні зірки можуть здійснювати до 60 обертів за секунду після народження. За особливих обставин ця швидкість може зрости до понад 600 обертів за секунду.

2. Космос повністю безшумний

Звукові хвилі потребують середовища для подорожі. Оскільки в вакуумі космосу немає атмосфери, царство між зірками завжди буде мовчати.

Світи з атмосферою і тиском повітря дозволяють подорожувати звуку – отже, тому на Землі і, ймовірно, і інших планетах багато шуму. А в космосі його нема.

3. У відомому нам Космосі є незліченна кількість зірок

Ми в основному не маємо уявлення, скільки зірок у Всесвіті. Зараз ми використовуємо приблизну оцінку кількості зірок у нашій власній галактиці Чумацький Шлях. Потім ми помножимо це число на здогадку про кількість галактик у Всесвіті. Зрештою, NASA може лише впевнено сказати, що там зільйони зірок. Зільйон – це будь-яка велика незлічена сума.

Copy and paste this code on your site.

Дослідження Національного університету Австралії оцінили кількість зірок в 70 сексотів. По-іншому, це 70 000 мільйон- мільйон- мільйонів.

4. Сліди космонавтів корабля “Аполлон” на Місяці, ймовірно, залишаться там щонайменше 100 мільйонів років

Оскільки на Місяці немає атмосфери, немає вітру чи води, які можуть розмити або змити сліди космонавтів корабля “Аполлон”. Це означає, що їх сліди та відбитки космічного корабля та викинуті матеріали залишаться недоторканими на Місяці дуже довго.

Вони не залишаться там назавжди. Місяць все ще динамічне середовище. Насправді його постійно бомбардують “мікрометеорити”, а це означає, що ерозія все ще відбувається на Місяці, просто дуже повільно.

5. 99 відсотків маси нашої Сонячної системи – це сонце

Наша зірка, сонце, настільки щільна, що на неї припадає колосальні 99 відсотків маси всієї нашої Сонячної системи. Ось що дозволяє йому гравітаційно домінувати над усіма планетами.

Технічно наше сонце – це “зірка головної послідовності G-типу”, що означає, що щосекунди вона переплавлює приблизно 600 млн. тонн водню на гелій . Воно також перетворює близько 4 мільйонів тонн речовини в енергію як побічний продукт.

Коли сонце помре, воно стане червоним гігантом і поглине Землю і все довкола. Але не хвилюйтеся: це не відбудеться в найближчі 5 мільярдів років.

6. Більше енергії від сонця потрапляє на Землю щогодини, ніж планета споживає за рік

За останні 15 років використання сонячної енергії зростає зі швидкістю 20 відсотків щороку. Згідно з даними Yale Environment 360, світ почав використовувати на 30 відсотків більше потужності сонячної енергії в 2017 році, тобто 98,9 гігават сонячної енергії було вироблено в тому році.

Читайте также:  Док про космос новое

Незважаючи на, здавалося б, велику кількість, ця кількість енергії становить лише 0,7 відсотка щорічного споживання електроенергії у світі.

7. Якщо два шматки одного типу металу доторкнуться в космосі, вони склеються

Цей дивовижний ефект називають холодним зварюванням. Це трапляється тому, що атоми окремих шматочків металу не можуть знати, що це різні шматки металу, тому кусочки з’єднуються разом.

На Землі цього не відбудеться, оскільки повітря і вода розділяють шматки металу. Цей ефект має велике значення для будівництва космічних кораблів та майбутнього будівництва металевих конструкцій у вакуумі.

8. Найбільший астероїд у нашій Сонячній системі – це космічна скеля на ім’я Церера

Астероїд – який іноді називають карликовою планетою – має діаметр майже 600 миль. Він на сьогодні найбільший в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером і становить цілу третину маси пояса. Площа поверхні Церери приблизно дорівнює площі суходолу Індії чи Аргентини.

Безпілотний космічний корабель “Dawn” щойно закінчив свою місію на орбіті Церери і його мета була допомогти нам краще зрозуміти космос.

9. Один день на Венері довший, ніж один рік на Землі

Венера має надзвичайно повільне обертання осі та витрачає близько 243 земних днів, щоб пройти один повний цикл. Цікавим фактом є те, що Венері потрібно менше часу в земних днях чим Землі, щоб здійснити одне обертання навколо Сонця – 226 днів.

Крім того, сонце встає кожні 117 земних днів, а це означає, що Сонце піднімається лише два рази протягом кожного року, що технічно відбувається протягом одоного дня. Оскільки Венера також обертається за годинниковою стрілкою, сонце встане на заході і зайде на сході.

10. Червона пляма Юпітера скорочується

Знаменита Червона пляма Юпітера протягом останніх десятиліть скорочується. Ця пляма на планеті – це гігантська буря, яка раніше могла вміститися приблизно три Землі. Тепер, лише одну Землю.

Цікавим фактом є те, що по мірі того, як шторм зменшується в ширину, він насправді росте в довжину. Станом на 2018 рік, науковці все ще гадають, чому це явище виникає. Деякі з них теоретизують, що це може мати відношення до струменевих потоків на Юпітері, які змінили напрямок чи місце розташування.

11. Один з супутників Сатурна має виразне двоколірне забарвлення

Наші цікаві факти про космос були б неповні без згадки про Сатурн: Япет, один з 62-х супутників Сатурна, насправді є досить унікальним небесним об’єктом. Цей супутник має дуже чітке двоколірне забарвлення, причому одна сторона набагато темніша, ніж інша.

Станом на 2018 рік подібного дивного явища не було помічено на жодному іншому супутнику Сонячної системи. Колір Япета пов’язаний з його положенням щодо решти супутників Сатурна. Виявляється, що Япет знаходиться поза межами кілець Сатурна, і через це в нього потрапляє багато космічного сміття з предметів, які можуть проходити через його орбіту, тим самим пояснюючи темні ділянки, повідомляє Forbes.

Крім того, інший супутник Феба, який повністю темний і далі від Япета, обертається за годинниковою стрілкою навколо Сатурна і “випромінює постійний потік частинок”. Япет обертається проти годинникової стрілки, це означає, що лише одна сторона Япета потрапляє в потік частинок, що відходять від Феба, коли вони обертаються один біля одного. Це пояснює, чому Япет не зовсім темний, а лише частково.

12. Положення Полярної зірки з часом змінюватиметься

Навігація повністю видозміниться, коли Полярна зоря перестане бути Північною зіркою приблизно через 13 000 років. Якщо ви цього не знали, вісь Землі проходить через рух, який називається “прецесія”, що означає, що вісь планети зміниться.

ДІЗНАЙТЕСЯ ПРО ЦІКАВІ ФАКТИ ПРО СОНЦЕ

Полярна зоря, поточна “Північна зірка” Землі з часом почне зміщувати положення, коли Земля зазнає прецесії.

У 3000 р. До н.е. вважали, що Північною зіркою була зірка Тубан, інакше відома як Альфа Драконіс. Приблизно через 13000 років зоря Вега стане новою Північною зіркою – але через 26 000 років Поларіс (Полярна зоря) повернеться у вихідне положення, оскільки Земля продовжує проходити через прецесію.

Звісно, зважаючи на те, наскільки наш Всесвіт є безмежний, цікаві факти про Космос будуть постійно доповнюватися по мірі того як людство буде продовжувати його вивчати. Дізнайтеся також про необхідність освоєння Марсу, як “план Б” для майбутнього людства.

Источник

Adblock
detector