Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

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.
br />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.

Источник: kosmoved.ru

В группу планет гигантов входят: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все эти планеты (и особенно Юпитер) имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе — в 318 раз.

Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей; менее 10 ч требуется огромному Юпитеру, чтобы совершить один оборот. Причем экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные, т. е. там, где максимальны линейные скорости точек в их движении вокруг оси, максимальны и угловые скорости. Результат быстрого вращения — большое сжатие планет-гигантов (заметное при визуальных наблюдениях). Разность экваториального и полярного радиусов Земли составляет 21 км, а у Юпитера она равна 4400 км.

Планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; у Юпитера к середине 2001 года их обнаружено уже 28, Сатурна — 30, Урана — 21 и только у Нептуна — 8. Замечательная особенность планет-гигантов — кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Нептуна.

Важнейшая особенность строения планет-гигантов заключается в том, что эти планеты не имеют твердых поверхностей. Такое представление хорошо согласуется с малыми средними плотностями планет-гигантов, их химическим составом (они состоят в основном из легких элементов — водорода и гелия), быстрым зональным вращением и некоторыми другими данными. Следовательно, все, что удается рассмотреть на Юпитере и Сатурне (на более далеких планетах детали вообще не видны), происходит в протяженных атмосферах этих планет. На Юпитере даже в небольшие телескопы заметны полосы, вытянутые вдоль экватора. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы Юпитера в виде примесей встречаются химические соединения (например, метан и аммиак), углеводороды (этан, ацетилен), а также различные соединения (в том числе содержащие фосфор и серу), окрашивающие детали атмосферы в красно-коричневые и желтые цвета. Таким образом, по своему химическому составу планеты-гиганты резко отличаются от планет земной группы. Это отличие связано с процессом образования планетной системы.

На фотографиях, переданных с борта американских АМС «Пионер» и «Вояджер», отчетливо видно, что газ в атмосфере Юпитера участвует в сложном движении, которое сопровождается образованием и распадом вихрей. Предполагается, что наблюдаемое на Юпитере около 300 лет Большое Красное Пятно (овал с полуосями 15 и 5 тыс. км) тоже представляет собой огромный и очень устойчивый вихрь. Потоки движущегося газа и устойчивые пятна видны и на снимках Сатурна, переданных автоматическими межпланетными станциями.

«Вояджер-2» дал возможность рассмотреть и детали атмосферы Нептуна.

Вещество, находящееся под облачным слоем планет-гигантов, недоступно непосредственному наблюдению. О его свойствах можно судить по некоторым дополнительным данным. Например, предполагают, что в недрах планет-гигантов вещество должно иметь высокую температуру. Как же такой вывод был сделан? Во-первых, зная расстояние Юпитера от Солнца, вычислили количество теплоты, которое Юпитер от него получает. Во-вторых, определили отражательную способность атмосферы, что позволило узнать, сколько солнечной энергии планета отражает в космическое пространство. Наконец, вычислили температуру, которую должна иметь планета, находящаяся на известном расстоянии от Солнца. Она оказалась близкой к -160 С. Но температуру планеты можно определить и непосредственно, исследуя ее инфракрасное излучение с помощью наземной аппаратуры или приборов, установленных на борту АМС. Такие измерения показали, что температура Юпитера близка к -130 С, т. е. выше расчетной. Следовательно, Юпитер излучает энергии почти в 2 раза больше, чем получает от Солнца. Это и позволило сделать вывод о том, что планета обладает собственным источником энергии.

Совокупность всех имеющихся сведений о планетах-гигантах дает возможность построить модели внутреннего строения этих небесных тел, т. е. рассчитать, каковы плотность, давление и температура в их недрах. Например, температура вблизи центра Юпитера достигает нескольких десятков тысяч Кельвинов.

В отличие от планет земной группы, обладающих корой, мантией и ядром, на Юпитере газообразный водород, входящий в состав атмосферы, переходит в жидкую, а затем и в твердую (металлическую) фазу. Появление таких необычных агрегатных состояний водорода (в последнем случае он становится проводником электричества), связано с резким увеличением давления по мере погружения в глубину. Так, на глубине, несколько большей 0.9 радиуса планеты, давление достигает 40 млн. атмосфер.

Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях планет-гигантов, связано существование значительных магнитных полей этих планет. Особенно велико магнитное поле Юпитера. Оно во много раз превосходит магнитное поле Земли, причем полярность его обратна земной (у Земли вблизи северного географического полюса расположен южный магнитный). Магнитное поле планеты улавливает летящие от Солнца заряженные частицы (ионы, протоны, электроны и др.), которые образуют вокруг планеты пояса частиц высоких энергий, называемые радиационными поясами. Такие пояса из всех планет земной группы есть только у нашей планеты. Радиационный пояс Юпитера простирается на расстояние до 2,5 млн. км. Он в десятки тысяч раз интенсивнее земного. Электрически заряженные частицы, движущиеся в радиационном поясе Юпитера, излучают радиоволны в диапазоне дециметровых и декаметровых волн. Как и на Земле, на Юпитере наблюдаются полярные сияния, связанные с прорывом заряженных частиц из радиационных поясов в атмосферу, а также мощные электрические разряды в атмосфере (грозы).

Источник: planetologia.ru

Новые планеты-гиганты.

Юпитер и Сатурн были известны еще древним астрономам, поскольку их яркий свет на ночном небе виден невооружённым взглядом. Уран и Нептун удалены от нас настолько, что рассмотреть их можно лишь в телескоп, а поэтому об их существовании не знали вплоть до XVIII-XIX вв. Уильям Гершель в 1781 году открыл Уран, а Нептун был обнаружен Иоганом Галле в 1846 году.

4 планеты гиганта сейчас известны астрономам также хорошо, как и 4 малые планеты. Это стало возможным благодаря запуску космических зондов национального космического агентства США (НАСА). Успешным стал полет «Вояджера-2 (1979-89) ко всем 4 планетам. В результате были обнаружены слабо различимые кольца вокруг Юпитера, Урана и Нептуна, а также открыто множество новых спутников.

Юпитер.

Юпитер отстоит на 778 млн. км от Солнца и оборачивается вокруг него почти за 12 лет. Экваториальный диаметр этого гигантского шара составляет около 143 тыс. км. В телескоп видно, что его диск пересечен светлыми и темными полосами. Эта картина создается облаками, которые принимают такие формы из-за неистового вращения планеты и атмосферы. Юпитер делает оборот вокруг своей оси за 10 часов и по скорости собственного вращения превосходит любую другую планету.

На более подробным снимке диск Юпитера представляется ярко-красным и оранжевым. В атмосфере различимы огромные завихрения, которые внешне напоминающие белые и темные овальные пятна. Самое значительное из них — Большое Красное Пятно (БКП), за которым уже столетиями наблюдают с Земли. Атмосфера планеты состоит из водорода и гелия, ниже находится обширный океан жидкого водорода, еще ниже — слой водорода в жидком металлическом состоянии. И только лишь в самом центре расположено небольшое ядро из твёрдого вещества. Аналогичен и состав Сатурна.

Юпитер является центром собственной небольшой «солнечной системы», так как вокруг него вращаются по крайней мере 16 спутников. 4 наиболее крупных различимы в бинокль. Среди них Ганимед — самый большой спутник во всей Солнечной системе (диаметр 5267 км). Безусловно, наиболее интересна Ио: ее поверхность покрыта вулканами, которые извергают расплавленную серу. Именно этому веществу Ио обязана своим желто-оранжевым цветом.

Сатурн.

Сатурн является второй по величине планетой Солнечной системы (диаметр — 120 тыс. км). По сравнению с Юпитером, Сатурн находится в 2 раза дальше от Солнца, вокруг которого оборачивается почти за 30 лет.

Сатурн представляет собой огромный газовый шар, заметно приплюснутый у полюсов и настолько легкий, что мог бы удерживать на поверхности воды. На диске Сатурна можно различить полосы, но, в отличие от полос Юпитера, они гораздо менее выражены. Пятна и овалы указывают на атмосферные бури, в которых ветры достигают скорости 1800 км/час.

Впечатляющая система колец Сатурна более чем вдвое превышает диаметр планеты . С Земли видны три основных кольца — A, B, C. Среднее кольцо B самое яркое, от внешнего кольца A его отделяет темный промежуток, который называется щелью Кассини. Внутреннее кольцо C бледное и довольно прозрачное. Автоматические научно-исследовательские станции обнаружили еще несколько колец и установили, что они включают тысячи отдельных колечек из твердых частиц и льда, которые вращаются на огромной скорости вокруг планеты. Вся система колец, похоже, не превышает 1 км толщину. У Сатурна имеется 28 спутников. Среди новых обнаруженных станциями «Вояджер», так называемые луны-пастухи, которые удерживают своей гравитацией кольца на месте. Самый большой спутник Сатурна — Титан (его диаметр 5150 км) — он обладает плотной атмосферой из азота и метана.

Уран.

Уран является третьей по размеру планетой (диаметр 51,2 тыс. км). Он расположен в 2 и дальше, чем Сатурн от Солнца, вокруг которого совершает полный оборот за 84 года. Отличительной чертой Урана является наклон его оси. У большинства планет она почти перпендикулярна плоскости эклиптики (вращения вокруг Солнца), а ось Урана практически лежит на ней.

Диск Урана имеет ровный сине-зеленый цвет, что объясняет наличие метана в его внешней газовой оболочке, которая в основном состоит из водорода и гелия. Полагают, что ниже атмосферы находится глубокий океан из горячей воды и аммиака. «Вояджер-2» обнаружил 10 колец вокруг Урана, а также 10 новых спутников. Из 5 ранее известных наиболее интересна Мириада (диаметр 485 км), ее поверхность, как бы, соткана из разнообразных лоскутов. Астрономы полагают, что она пережила столкновение с другим космическим объектом и обломки катастрофы слились воедино, что и создало ту диковинного вида поверхность, которую мы наблюдаем сегодня.

Нептун.

По размеру Нептун приходится почти близнецом урану, в диаметре он ему уступает лишь 2000 км. Он находится на расстоянии 4500 млн. км от Солнца и совершает полный вокруг него за 165 лет.

«Вояджер-2» предоставил нам первые четкие снимки планеты, которая, как выяснилось, имеет насыщенный синий цвет. В атмосфере видны облака и эпицентры ураганов. Экватор опоясывают в 2 ярких и 2 бледных кольца. Помимо видимых с Земли спутников (Нереиды и Тритона), у Нептуна их еще, по крайней мере 6. Тритон (диаметр около 2700 км) — является самым холодным местом в Солнечной системе, температура на нём достигает -236 С. От него исходит розоватое свечение, а поверхность испещрена вулканами, которые выбрасывают жидкий и газообразный азот, который замерзая, создает необычные «снежный» ландшафт.

На этом у меня пока все. Заходите чаще, пишите комментарии, делитесь понравившимися Вам статьями со своими друзьями, подписывайтесь на обновления блога, и не пропустите выход новых статей ? Пока-пока!

Источник: o-planete.ru