Самой большой планетой Солнечной системы является конечно же Юпитер. Это не только самая большая, но и самая массивная планета, вращающаяся вокруг Солнца.

Юпитер очаровал наблюдателей еще 400 лет назад, когда его удалось разглядеть в первые телескопы. Это прекрасный газовый гигант с закрученными облаками, загадочным пятном, семейством спутников и множеством особенностей.

Больше всего впечатляют масштабы. По показателям массы, объема и площади планета выступает самой большой планетой в Солнечной системе. О его существовании знали еще древние, поэтому Юпитер отметился во многих культурах. Ниже представлено сравнение размеров Юпитера, Земли и Луны.

Размер, масса и объем самой большой планеты Солнечной системы

Масса – 1.8981 x 1027 кг, объем – 1.43128 x 1015 км3, поверхностная площадь – 6.1419 x 1010 км2, а средняя окружность достигает 4.39264 x 105 км. Чтобы вы понимали, по диаметру планета в 11 раз крупнее Земли и в 2.5 раз массивнее всех солнечных планет.

Юпитер — газовый гигант, поэтому его плотность – 1.326 г/см3 (меньше ¼ земной). Низкая плотность – подсказка для исследователей, что объект представлен газами, но все еще продолжаются споры о составе ядра самой большой планеты.

Состав самой большой планеты Солнечной системы

Это крупнейший из газовых гигантов, разделенный на внешний атмосферный слой и внутреннее пространство. Атмосфера наполнена водородом (88-92%) и гелием (8-12%). Химический состав атмосферы Юпитера указан на рисунке.

Заметны также следы метана, водного пара, кремния, аммиака и бензола. В небольших количествах можно отыскать сероводород, углерод, неон, этан, кислород, серу и фосфин.

Внутренняя часть Юпитера вмещает плотные материалы, поэтому состоит из водорода (71%), гелия (24%) и прочих элементов (5%). Ядро – плотная смесь из металлического водорода в жидком состоянии с гелием и внешний слой из молекулярного водорода. Считают, что ядро может быть скалистым, но точных данных нет.

О наличии ядра подняли вопрос в 1997 году, когда разобрались с гравитацией. Сведения намекали, что оно может достигать 12-45 земных масс и охватывать 4-14% массы Юпитера. Присутствие ядра также подкрепляется планетарными моделями, которые говорят, что планеты нуждались в скалистом или ледяном сердечнике. Но конвекционные токи, а также раскаленный жидкий водород могли уменьшить параметры ядра.

Чем ближе к ядру, тем выше температурные показатели и давление. Полагают, что на поверхности мы отметим 67°С и 10 бар, в фазовом переходе – 9700°С и 200 ГПа, а возле ядра – 35700°С и 3000-4500 ГПа.

Спутники самой большой планеты Солнечной системы

Сейчас мы знаем, что рядом с планетой Юпитер существует семья из 67 спутников. Четыре из них наиболее масштабные и именуются галилейскими, потому что были обнаружены Галилео Галилеем: Ио (сплошные активные вулканы), Европа (массивный подповерхностный океан), Ганимед (крупнейший спутник в системе) и Каллисто (подземный океан и старые поверхностные материалы).

Есть еще группа Амальтеи, где присутствует 4 спутника с диаметром меньше 200 км. Они удалены на 200000 км, а орбитальный наклон составляет 0.5 градусов. Это Метис, Адрастея, Амальтея и Фива.

Также остается целая куча нерегулярных лун, уступающих по размеру и обладающих более эксцентричными орбитальными маршрутами. Они делятся на семьи, которые сходятся по размерам, составу и орбите.

Интересные факты о самой большой планете Солнечной системы

Давайте узнаем больше интересных фактов о Юпитере. Возле северных и южных полюсов самой большой планеты Солнечной системы наблюдаются полярные сияния. Но здесь они намного интенсивнее и практически не останавливаются. На это влияет мощное магнитное поле и поступающий материал от вулканов Ио.

Есть плотная атмосфера, где ветер разгоняется до 620 км/ч. Всего за несколько часов формируются мощнейшие штормы. Наиболее популярный – Большое Красное Пятно, наблюдаемое с 1600-х гг.

С обнаружением экзопланет мы поняли, что планеты способны по размеру превосходить нашего газового гиганта. Кеплеру уже удалось найти более 300 супер-юпитеров. Среди примеров стоит вспомнить PSR B1620-26 b, считающийся старейшей планетой (12.7 млрд. лет). Кроме того, есть HD 80606 b с наиболее эксцентричной орбитой.

Интересно то, что в теории есть планеты, которые в 15 раз крупнее Юпитера. При синтезе дейтерия они становятся коричневыми карликами. Наименование Юпитер получил от римлян в честь верховного божества.

Оригинал статьи

Источник: zen.yandex.com

Солнечная система. Что о ней известно? Названия планет

В древние времена люди считали, что центром Вселенной является Земля, а вокруг нее вращается Солнце, Луна и другие планеты. Первым человеком, предложившим гелиоцентрическую систему мира, был древнегреческий астроном Аристарх Самосский, живший в III веке до нашей эры. Однако популярности учение не снискало. Гелиоцентрическая система получила развитие лишь по прошествии почти 1800 лет в трудах польского ученого Николая Коперника. В 1543 году он сумел доказать, что Земля вращается как вокруг своей оси, так и вокруг Солнца, подобным образом ведут себя и другие планеты.

Николай Коперник. Фото: Wikimedia

В доисторическую эпоху были открыты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Все планеты, кроме Земли, были названы в честь древнеримских богов: торговли, любви, войны, верховного бога-громовержца и времени. Об Уране узнали лишь в 1781 году благодаря английскому астроному Уильяму Гершелю, который наградил свое открытие именем бога неба. Нептун, названный в честь бога морей, своим открытием в 1846 году обязан немецким астрономам Иоганну Готтфриду Галле и Генриху Луи д’Арре, а Плутон получил звание «Девятой планеты» в 1930 году благодаря американцу Клайду Уильяму Томбо. Имя планете предложила школьница из Оксфорда Венеция Берни. Она решила, что древнеримский вариант имени греческого бога подземного царства подойдет для далекой и холодной планеты лучше всего.
Название планеты Земля же в прямом смысле означало «грунт»​, причем на всех языках — «Terra», «Earth»​.

Солнце. Фото: Wikimedia

В наши дни мало кто будет спорить с тем, что Солнечная система входит в состав галактики Млечный путь. Подавляющая часть всей массы системы (около 99,86%) приходится на центральную звезду Солнце, которая притягивает силой своей тяжести все прочие космические объекты системы. Примечательно, что 99% оставшейся массы сосредоточено в планетах-гигантах: Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.

Млечный путь. Фото: Wikimedia/NASA

Все объекты Солнечной системы, вращающиеся вокруг Солнца, официально делят на три категории: планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы. В категорию так называемой внутренней области Солнечной системы входят планеты Земной группы: Меркурий, Венера, Земля вместе с Луной, Марс со спутниками Фобос и Деймос, а также расположенная в поясе астероидов карликовая планета Церера.

Планеты Земной группы. Фото: Wikimedia

За поясом астероидов следует внешняя область Солнечной системы, к которой относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе со всеми своими кольцами и спутниками, а также кометы, отдаленные астероиды и карликовые планеты, в число которых входит и Плутон.

Тайна «Девятой планеты». Бывшая планета Плутон и новая планета на окраине Солнечной системы

Со дня своего открытия до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Еще в середине XX века советские ученые высказывали предположение, что Плутон лишь является одной из множества карликовых планет, хоть и самой большой из них. Спустя полвека гипотеза подтвердилась: были открыты и другие космические объекты в той области, некоторые из них были массивнее Плутона, хоть и меньше по размеру.

Плутон. Фото: Wikimedia

24 августа 2006 года МАС (Международный астрономический союз) впервые дал определение термину «планета». Согласно определению, вращающееся вокруг звезды небесное тело должно не только иметь достаточную массу для принятия округлой формы, но и очистить окрестности своей орбиты от планетезималей (небесных тел, образующихся в результате постепенного приращения более мелких тел). Плутон под новое определение не попадал, и МАС причислил его к новой категории карликовых планет вместе с некоторыми остальными «соседями» Плутона, которых ученые сперва принимали за спутники девятой планеты.

20 января 2016 года астрономы из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун объявили о возможном существовании девятой планеты на окраине Солнечной системы. Космическое тело, по предположению астрономов, в десять раз массивнее Земли, находится за пределами орбиты Плутона и удалена от Солнца примерно на 90 миллиардов километров. Астрономы полагают, что гипотетическая планета делает оборот вокруг звезды за 10 000-20 000 лет. Пока что ученые так и называют ее – «Девятая планета». «Вероятность того, что она реально существует, возможно, 90 %», — заявил Майкл Браун журналистам The Washington Post.

Майкл Браун. Фото: Wikimedia

Примечательно, что именно наблюдения Брауна сыграли не последнюю роль в переквалифицировании Плутона в карликовую планету, а гипотезу о существовании «Девятой планеты» ученые сперва намеревались развенчать. Однако в ходе исследований астрономы пришли к противоположным выводам.

«Моя дочь не может простить мне этой истории с Плутоном, хотя в то время она едва родилась», — шутил Майкл Браун. — Несколько лет назад она предложила свое прощение в обмен на новую планету. Поэтому я думаю, что работаю над этим для нее».

Самая большая и самая маленькая планеты Солнечной системы. Карликовые планеты и гиганты — размеры планет

Планеты-гиганты известны каждому школьнику — это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они являются газовыми планетами. Самая большая планета Солнечной системы — Юпитер — состоит из водорода и гелия, схожая структура у Сатурна. Уран и Нептун ученые определяют в категорию «ледяных гигантов».

Не зря Юпитер был назван в честь верховного бога-громовержца, после Солнца это самый мощный источник радиоизлучения. Планета излучает на 60% больше тепла, чем получает от Солнца. Если бы Юпитер в свое время набрал побольше массы, то в его недрах могла бы произойти термоядерная реакция, характерная для звезд.

Планеты-гиганты. Фото: Wikimedia

Самой маленькой планетой после переквалифицирования Плутона в карликовую теперь является Меркурий. Его диаметр составляет всего 4 879,4 км, тогда как у Юпитера эта величина равна 139 820 км. Для сравнения, диаметр Земли — 12 742 км.

Карликовых планет в Солнечной системе пять: крупнейший астероид Церера и плутоиды Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Диаметр Плутона — 2 376,6 км, а самой маленькой из карликовых планет — Цереры — 946 км.

Ученые не отрицают, что в будущем число карликовых планет может увеличиться. Например, в карликовые планеты могут быть переквалифицированы несколько транснептуновых объектов в поясе Койпера: Седна, Орк и Квавар. Транснептуновые объекты — это космические тела, у которых среднее расстояние до Солнца больше, чем у Нептуна.

Карликовые планеты среди транснептуновых объектов. Фото: Wikimedia

Сколько лет планете Земля и другим планетам Солнечной системы?

Солнечной системе примерно 4,57 млрд лет. Но Земля немного младше Солнечной системы, ей 4,54 млрд лет.

Родилась Солнечная система из облака молекулярной пыли, плывшего в Млечном Пути. Когда неподалеку вспыхнула сверхновая звезда, облако из-за ударной волны и последовавшего гравитационного коллапса стало сжиматься. Взрыв наполнил облако газом, железом и ураном. В условиях стремительного сжатия газ, пыль и прочие элементы начали уплотняться. Впоследствии из этих комков материи сформировались Солнце, планеты, астероиды и спутники.

Сегодня ученые могут наблюдать похожий процесс в созвездии Ориона, через которое протянулось молекулярное облако протяженностью в сотни световых лет.

Туманность Ориона. Фото: NASA

Стоит отметить, что Солнце рождалось дважды: сперва это было протосолнце с несколько иным спектром, а потом в ядре возникла ядерная реакция, которая и привела к возникновению новой звезды.

Фото: NASA

Фото: WikimediaИз планет первыми образовались гиганты: они быстро вобрали в себя практически весь оставшийся после образования Солнца газ и обосновались за так называемой линией снега — в области Солнечной системы, за которой вода, аммиак и метан существуют лишь в виде льда. Юпитер, например, формировался 3 млн лет, но нарастил 90% своей массы всего за 100 тысяч лет.

А вот планетам Земной группы для рождения потребовалось в 10 раз больше времени. Меркурию, Венере, Земле и Марсу досталось совсем немного материала после того, как практически весь он испарился из-за близости к Солнцу. Свои окончательные очертания эти планеты получили лишь спустя 75 млн лет после взрыва.

Земная планета в процессе формирования. Фото: Wikimedia

Год планет Солнечной системы

Год для планеты – это время, которое ей требуется для полного оборота вокруг Солнца. Если на Земле это 365 или 366 дней, то для Меркурия – 88 земных суток. Венера проходит свою орбиту за 224,7 дней, а Марсу нужно 1,88 земных лет. Юпитер делает полный оборот вокруг Солнца за 11,86 лет, Сатурну требуется 29,26 лет. Уран описывает эллипс вокруг звезды за 84 года, а Нептун – за 164,79 лет.

Год на Плутоне, хоть и разжалованном в карликовые планеты, составляет 248,59 земных лет.

Сколько лететь до планет Солнечной системы? Фото планет

Время полета от Земли до других планет Солнечной системы зависит от многих факторов, нельзя взять и совершить прыжок на космическом корабле в гиперпространство, как в «Звездных войнах». Во-первых, планеты не стоят на месте и плывут вокруг Солнца по своим орбитам, это значит, что расстояние между ними регулярно изменяется. Во-вторых, не стоит забывать о силе притяжения, которая влияет на траекторию и скорость космических аппаратов. То есть, пролететь по прямой от Земли до условного объекта не получится.

«Вояджер-2». Фото: Wikimedia

В 1973 году НАСА запустило автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Маринер-10» к Меркурию, которая достигла цели чуть меньше, чем за пять месяцев. Миссия осложнялась сильным притяжением Солнца, поэтому АМС сперва пришлось осуществить гравитационный маневр вокруг Венеры, до которой также лететь около 5 месяцев.

На полет к Марсу аппараты в среднем тратили по восемь месяцев, но 5 мая 2018 года был запущен «InSight», который прибыл на Марс спустя полгода — 26 ноября.

Путь от Земли до Юпитера у запущенной 5 августа 2011 АМС «Юнона» занял целых пять лет. Примечательно, что расстояние от Земли до Юпитера более чем в 4 раза превышает расстояние от Земли до Солнца.

АМС «Кассини — Гюйгенс». Фото: Wikimedia

К Сатурну 15 октября 1997 года была отправлена АМС «Кассини — Гюйгенс», которая вышла на орбиту планеты спустя без малого семь лет — 1 июля 2004 года.

К Урану и Нептуну 20 августа 1977 года был запущен космический аппарат «Вояджер-2». Спустя 9 лет он сблизился с Ураном, а окрестностей Нептуна достиг через 12 лет после запуска с Земли. «Вояджер-2» стал единственным аппаратом, который посещал седьмую и восьмую планеты.

Космические аппараты и АМС обеспечили человечество фотографиями и большим количеством новых данных о далеких планетах. Многими снимками мы также обязаны телескопу «Хаббл».

Марс. Фото с телескопа «Хаббл». NASA

Юпитер. Фото с АМС «Юнона». NASA

Нептун. Фото с «Вояджер-2». NASA

Луна, Ганимед, Ио, Деймос, Фобос и другие спутники планет Солнечной системы

У шести из восьми планет Солнечной системы есть спутники, общее число которых — 185. Нет спутников лишь у Меркурия и Венеры.

Луна. Фото: Wikimedia

Землю сопровождает единственный спутник — Луна. Спутники Марса — Деймос и Фобос. Юпитер богат на спутники, на данный момент человечеству известны 79, четыре из них — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — называются Галилеевыми. Они были открыты знаменитым ученым на рубеже 1609-1610 годов с помощью первого в истории телескопа. Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе и превосходит по размеру Меркурий.

У Сатурна на сегодня 62 спутника, первый из них — Титан — был открыт в 1655 году астрономом Христианом Гюйгенсом. Голландец вдохновился опытом Галилея и сконструировал телескоп, с помощью которого и обнаружил небесное тело. Титан также не уступает Меркурию в размерах.

Некоторые спутники Солнечной системы. Фото: Wikimedia

Первый спутник Урана — Титания — был открыт Уильямом Гершелем спустя шесть лет после самой планеты, а на данный момент спутников у Урана – 27.

У Нептуна известно 14 спутников, последним из них был открыт Гиппокамп. Его радиус составляет всего 8-10 километров.

Есть спутники и у некоторых карликовых планет. Например, у Плутона из пять, у Хаумеа – два, у Макемаке и Эриды по одному.

Планеты с кольцами

Помимо спутников у некоторых планет также есть и кольца. Более 300 лет Сатурн считался единственной подобной планетой. Однако это не так, кольца были обнаружены у Урана, Юпитера и Нептуна.

Затмение Сатурном Солнца. Фото межпланетной станции Кассини. Wikimedia

Первым систему колец у Сатурна увидел Галилео Галилей, а упомянул ее голландский астроном Христиан Гюйгенс. «Кольцом окружен тонким, плоским, нигде не прикасающимся, к эклиптике наклоненным», — писал он.

Ученые выяснили, что кольца Сатурна в основном состоят из водяного льда и очень мелких пылевых частиц. Позже было установлено, что число колец Сатурна исчисляется сотнями.

В 1921 году появился слух о том, что Сатурн лишился колец, а их частицы улетели в космическое пространство. Это произошло из-за того, что кольца повернулись ребром к Земле, а поскольку они очень тонкие, приборы того времени не способны были их уловить.

Кольца Сатурна. Фото межпланетной станции Кассини. Wikimedia

В 1977 году группой американских ученых были открыты девять колец у Урана, хотя первые предположения об этом выдвигал еще первооткрыватель планеты Уильям Гершель. В 1986 году «Вояджер-2» зафиксировал данные еще о двух кольцах Урана, а также пара колец была открыта в 2003-2005 годах телескопом «Хаббл».

Наличие колец у Юпитера предполагал в 1960 году советский астроном Сергей Всехсвятский, и в 1979 году они были замечены при подлете к планете космического аппарата «Вояджер-1». Спустя 10 лет его брат-близнец «Вояджер-2» обнаружил кольца Нептуна.

В октябре 2017 года было обнаружено кольцо у карликовой планеты Хаумеа. Предполагалось, что Плутон также обладает системой планетных колец, но в 2015 году аппарат «Новые горизонты» их не обнаружил.

Планеты Солнечной системы системы по порядку. Как запомнить?

Существует большое количество считалок для того, чтобы было легче запоминать правильный порядок небесных тел, однако все они учитывают и Плутон в том числе:

«Мы Все Знаем – Мама Юли Села Утром На Пилюли».

«Между волками зайчишка метался,

юркнул, споткнулся, упал —

не поднялся».

«По порядку все планеты

Назовет любой из нас.

Раз Меркурий, два Венера,

три Земля, четыре Марс.

Пять Юпитер, шесть Сатурн,

Семь Уран, за ним Нептун.

Он восьмым идет по счету,

и совсем уже потом

и девятая планета под названием Плутон».

«На Луне жил звездочет

Он планетам вел учет:

Меркурий — раз,

Венера — два-с,

Три — Земля,

Четыре — Марс,

Пять — Юпитер,

Шесть — Сатурн,

Семь — Уран,

Восемь — Нептун,

Девять — дальше всех Плутон,

Кто не видит — выйди вон!»

Источник: anews.com

Группу планет-гигантов составляют четыре планеты Солнечной системы – Нептун, Сатурн, Уран и Юпитер. Поскольку эти огромные планеты гораздо дальше удалены от Солнца, чем меньшие по размерам планеты, у них есть и другое название — внешние планеты.

Можно распределить интересные факты о планетах-гигантах по нескольким категориям. В первой учитываются их строение и вращение. Вторая посвящена явлениям, наблюдаемым в их атмосферах. В третьей отмечается наличие у планет колец. Четвертая описывает наличие у них спутников.

Структура планет-гигантов и их вращение

В основном планеты-гиганты образованы из сложной смеси газов – аммиака, водорода, метана и гелия. Как считают ученые, эти планеты имеют каменные или металлические ядра небольших размеров.

Из-за громадной массы объекта давление в недрах газовой планеты достигает миллионов атмосфер. Ее сжатие силой гравитации высвобождает значительную энергию. В результате этого фактора планетами-гигантами тепла выделяется больше, чем поглощается из солнечного излучения.

Имея размеры, значительно больше земных, суточный оборот такие газовые планеты совершают за 9-17 часов. что касается средней плотности планет-гигантов, то она близка к 1,4 г/куб. см. – примерно равна солнечной.

У Юпитера, крупнейшей планеты Солнечной системы, масса превышает общую массу всех прочих планет. Вероятно, именно за это его назвали в честь главного бога римского Пантеона. Ученые полагают, что именно быстрым вращением Юпитера объясняется расположение облаков в его атмосфере — мы их наблюдаем в виде протяженных полос.

Атмосферные явления

К числу интересных фактов о планетах-гигантах относится и наличие мощных атмосферных оболочек, где проходят неординарные по земным понятиям процессы.

В атмосферах таких планет нередки сильные ветры, имеющие скорость свыше тысячи километров в час.

Там же наблюдаются долгоживущие ураганные вихри, к примеру, на Юпитере — трехсотлетнее Большое красное пятно. На Нептуне существовало на протяжении подолжительного периода Большое темное пятно, а на Сатурне отмечаются пятна антициклонов.

Кольца и спутники планет-гигантов

Малозаметность «оправы» Юпитера объясняется ее узостью и небольшими размерами частиц пыли в ее составе.

Кольцо Сатурна самое внушительное по размеру – его диметр равен 400 тысячам километров, а вот ширина кольца насчитывает только несколько десятков метров. Состоит кольцо из вращающихся вокруг планеты кусков льда и небольших камней. Эти части разделены несколькими щелями, что формирует несколько разных колец, опоясывающих планету.

Кольцевая система у Урана — вторая по величине, и его «оправа» имеет красный, серый и синий цвета. В ее составе кусочки водяного льда и очень темные обломки размером не более метра в диаметре.

В кольце Нептуна пять подколец, состоящих, предположительно, из частичек льда.

Спутниковая система Юпитера включает в себя почти 70 объектов. Один из них – Ганимед, считается крупнейшим спутником в составе Солнечной системы.

Исследователи обнаружили у Сатурна более 60 спутников, Нептун обладает 27 спутниками, Нептун – 14, включая Тритон. Последний примечателен своей ретроградной орбитой — единственной из всех крупных спутников Солнечной системы.

Этот спутник, а также два других спутника газовых планет – Титан и Ио, имеют атмосферы.

Юпитер

ЮПИТЕР (астрологический знак G), планета, среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного слоя близ экватора) ок. 10 ч, эквивалент диаметра ок. 142 800 км, масса 1,90·10²⁷ кг. Состав атмосферы: H₂, CH₄, NH₃, He. Юпитер — мощный источник теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой. Юпитер имеет 16 спутников (Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда, Гималия, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе), а также кольцо шириной ок. 6 тыс. км, почти вплотную примыкающее к планете.

Юпитер, пятая от Солнца большая планета Солнечной системы, самая крупная из планет-гигантов.

Движение, размеры, форма

Юпитер движется вокруг Солнца по близкой к круговой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 1°18,3′. Минимальное расстояние Юпитера от Солнца 4,95 а. е., максимальное — 5,45 а. е., среднее — 5,2 а. е. (1 а. е. = 149,6 млн. км).

Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°5′; из-за малости этого угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо. Юпитер, двигаясь вокруг Солнца со средней скоростью 13,06 км/с, совершает один оборот за 11, 862 земных года. Расстояние Юпитера от Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км. В противостоянии Юпитер виден как чуть желтоватая звезда -2,6 звездной величины; из всех планет уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния последнего.

Юпитер не имеет твердой поверхности, поэтому, говоря о его размерах, указывают радиус верхней границы облаков, где давление порядка 10 КПа; радиус Юпитера на экваторе равен 71400км. В атмосфере Юпитера отчетливо просматриваются параллельные плоскости его экватора слои, или зоны, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями. Быстрее всего вращается экваториальная зона — период ее обращения 9 ч 50 мин 30 с, что на 5 мин 11 с меньше периода обращения полярных зон. Так быстро не вращается ни одна другая планета Солнечной системы.

Масса Юпитера составляет 1,899*10²⁷кг, что в 317,8 раз превосходит массу Земли, но при этом средняя плотность равна 1,33 г/см³, то есть в 4 раза меньше, чем у Земли. Ускорение свободного падения на экваторе 23,5 м/с².

В умеренных южных широтах Юпитера медленно перемещается овальное Большое Красное Пятно, поперечные размеры которого 30-40 тыс. км. За сто лет оно совершает примерно 3 оборота. Природа этого феномена до конца неясна.

Строение и состав Юпитера

Как и другие планеты-гиганты, Юпитер существенно отличается по химическому составу от планет земной группы. Абсолютно доминирующими здесь являются водород и гелий в «солнечной» пропорции 3,4 : 1, но в центре планеты согласно существующим моделям имеется жидкое ядро из расплавленных металлов и силикатов, окруженное водно-аммиачной жидкой оболочкой. Радиус этого ядра порядка 1/10 радиуса планеты, масса ~ 0,3-0,4 ее массы, температура около 2500 К при давлении ~ 8000ГПа.

Поток тепла из недр Юпитера вдвое превышает энергию, получаемую им от Солнца. Ввиду отсутствия твердой поверхности атмосфера как таковая у Юпитера отсутствует. Его газовая оболочка состоит в основном из водорода и гелия, но имеется и небольшая примесь метана, молекул воды, аммиака и др.

Физические и химические параметры

Красноватый оттенок планеты приписывают главным образом присутствию в атмосфере красного фосфора и, возможно, органике, возникающей благодаря электрическим разрядам. В области, где давление порядка 100 КПа, температура составляет около 160 К. Замечены интенсивные атмосферные потоки, в том числе вертикальная циркуляция. Установлено наличие облаков, высота которых в различных поясах различна. Светлые полосы и Большое Красное Пятно связаны с восходящими потоками; облака здесь выше, а температура ниже, чем в остальных областях. Исследователи обращают внимание на необычную устойчивость вихрей.

В атмосфере Юпитера замечены грозы. Установлено также наличие ионосферы, протяженность которой по высоте — порядка 3000 км.

На Юпитере имеется магнитное поле. Его магнитный дипольный момент почти в 12000 раз превосходит дипольный момент Земли, но так как напряженность магнитного поля обратно пропорциональна кубу радиуса, а он у Юпитера на два порядка больше, чем у Земли, то напряженность у поверхности Юпитера выше, по сравнению с Землей, только в 5-6 раз. Магнитная ось наклонена к оси вращения на (10,2 ± 0,6)°. Дипольная структура магнитного поля доминирует до расстояний порядка 15 радиусов планеты. Юпитер обладает обширной магнитосферой, которая подобна земной, но увеличена примерно в 100 раз. Имеются радиационные пояса.

Спутники Юпитера

Первые четыре спутника были открыты Г. Галилеем еще в 1610. Это открытие послужило мощным толчком к утверждению гелиоцентрической системы мира Коперника, явившись яркой моделью этой системы. В настоящее время известно 16 спутников Юпитера. Это (в порядке их удаленности от планеты) — Адрастея, Метис, Амальтея (по имени нимфы, вскормившей Юпитера), Фива; затем четыре галилеевых спутника — Ио, Европа, Ганимед, Каллисто; далее — Леда, Гималия, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе. Спутники внешней группы названы по именам возлюбленных Юпитера. Примерно четверть спутников обращаются вокруг Юпитера в направлениях, обратных направлению его собственного вращения. Полагают, что это захваченные планетой астероиды. Открытие значительного числа спутников Юпитера, в том числе первых двух ближайших к нему, стало возможным только после пролета космических кораблей, начиная с автоматических межпланетных станций «Пионер» (1973-74), а несколько позже (1977) — «Вояджеров».

Первый из галилеевских спутников, Ио, по размерам превосходит Луну. Имеет атмосферу и ионосферу, состоящую, в основном, из ионов серы и натрия. Весьма активна его вулканическая деятельность (больше, чем на Земле). Размеры вулканических кратеров достигают сотни километров, превосходя земные в десятки и даже сотни раз, хотя высота вулканов сравнительна невелика. Только в полярных областях Ио есть вулканы высотой около 10 км. Выбросы серы из вулканов вздымаются на высоту до 250 км. По мнению ряда исследователей, под тонкой твердой поверхностной коркой спутника, засыпанной слоем серы и ее диоксида, может находиться жидкая сера. Температура у поверхности Ио около -120° С на экваторе (кроме вулканических областей) и еще на 50° ниже у полюсов. Относительная немногочисленность ударных кратеров крупнее 1-2 км позволяет считать поверхность Ио сравнительно молодой (менее 1млн. лет).

Еще меньше кратеров, превышающих 5 км в диаметре, на поверхности Европы. Плотности спутников Юпитера убывают по мере увеличения радиусов их орбит. В отличие от Ио, поверхности других спутников покрыты льдом, в том числе водяным, пропорциональная доля которого чем дальше от Юпитера, тем делается все выше. Предположение о ледяной корке, под которой находится сравнительно рыхлый слой «губчатого» льда, пропитанного водой, может объяснить ряд наблюдаемых особенностей некоторых спутников, например, сравнительную гладкость поверхностей и высокую отражательную способность. Так, у Европы отражательная способность велика, а перепад высот на ней составляет всего лишь около 10 м. Кроме того, на Европе нет кратеров более 10 км в диаметре, но имеется много длинных (200-300 км) неглубоких борозд, что связано с особенностями приповерхностного покрова. Следует отметить, что перепады высот на Ганимеде (радиус которого превосходит радиус Меркурия на 500 км) и Каллисто на порядок выше, чем на Европе.

Однако далеко не все спутники Юпитера имеют гладкие поверхности. Так, плотность кратеров в некоторых районах Каллисто, уступающему по размерам Ганимеду, близка к предельной. В отдельных участках края кратеров смыкаются. Одной из причин такого распределения кратеров может быть легкоплавкость пород поверхности (в частности, льда).

Кольцо Юпитера

У Юпитера установлено существование огромного плоского кольца из пыли и некрупных камней, которое при ширине в 6 км и толщине в 1 км простирается до десятков тыс. км от верхней границы облаков.

Изучение Юпитера и его спутников, уже давшее много существенно новых результатов, привело и к постановке ряда новых проблем. В частности, еще только в процессе становления находятся исследования, касающиеся физической природы интенсивных электрических полей у ближайших к Юпитеру спутников.

 

Сатурн

САТУРН (астрономический знак H), планета, среднее расстояние от Солнца 9,54 а. е., период обращения 29,46 года, период вращения на экваторе (облачный слой) 10,2 ч, экваториальный диаметр 120 660 км, масса 5,68·10²⁶ кг, имеет 30 спутников, в состав атмосферы входят СН₄, Н₂, Не, NН₃. У Сатурна обнаружены радиационные пояса. Сатурн — планета, имеющая кольца (см. Кольца Сатурна).

Сатурн, шестая от Солнца, вторая по размерам после Юпитера большая планета Солнечной системы; относится к планетам-гигантам.

Движение, размеры, форма

Эллиптическая орбита Сатурна имеет эксцентриситет 0,0556 и средний радиус 9,539 а. е. (1427 млн. км). Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а. е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты к плоскости эклиптики 2°29,4′. Угол между плоскостями экватора и орбиты достигает 26°44′. Сатурн движется по своей орбите со средней скоростью 2,64 км/с; период обращения вокруг Солнца составляет 29,46 земных лет.

Планета не имеет твердой поверхности, оптические наблюдения затрудняются непрозрачностью атмосферы. Для экваториального и полярного радиусов приняты значения 60 тыс. км и 53,5 тыс. км. Средний радиус Сатурна в 9,1 раз больше, чем у Земли. На земном небе Сатурн выглядит как желтоватая звезда, блеск которой меняется от нулевой до первой звездной величины. Масса Сатурна составляет 5,68 · 10²⁶ кг, что в 95,1 раз превосходит массу Земли; при этом средняя плотность Сатурна, равная 0,68 г/см3, почти на порядок меньше, чем плотность Земли. Ускорение свободного падения у поверхности Сатурна на экваторе равно 9,06 м/с². Поверхность Сатурна (облачный слой), как и Юпитера, вращается не как единое целое. Тропические области в атмосфере Сатурна обращаются с периодом 10 ч 14 мин земного времени, а на умеренных широтах этот период на 26 мин больше.

Строение и состав

Температура в средних слоях атмосферы (преимущественно водородной, хотя и предполагается присутствие небольшого количества гелия, аммиака и метана) около 100 К.

По внутреннему строению и составу Сатурн сильно напоминает Юпитер. В частности, на Сатурне в экваториальной области существует образование, аналогичное Большому Красному Пятну, хотя оно и меньших размеров, чем на Юпитере.

На две трети Сатурн состоит из водорода. На глубине, примерно равной R/2, то есть половине радиуса планеты, водород при давлении около 300 ГПа переходит в металлическую фазу. По мере дальнейшего увеличения глубины, начиная с R/3, возрастает доля соединений водорода и оксидов. В центре планеты (в области ядра) температура порядка 20000 К.

Спутники Сатурна

У Сатурна 30 спутников, примерно половина из которых обнаружены при помощи космических аппаратов. Ниже перечислены все спутники Сатурна, имеющие собственные имена, в порядке их удаленности от планеты с указанием в скобках их радиусов (в километрах) и средних расстояний от Сатурна (в тысячах километров): Атлас (20, 137,7); Пандора (70, 139,4); Прометей (55, 141,7); Эпиметий (70, 151,4); Янус (110, 151,5); Мимас (196, 185,5); Энцелад (250, 238); Тефия (530, 294,7); Телесто (17, 294,7); Калипсо (17, ?); Диона (560, 377,4); 198 S6 (18, 377,4); Рея (754, 527,1); Титан (2575, 1221,9); Гиперион (205, 1481); Япет (730, 3560,8); Феба (110, 12954).

Все спутники, кроме огромного Титана, превосходящего по размерам Меркурий и имеющего атмосферу, сложены в основном изо льда (с некоторой примесью скальных пород у Мимаса, Дионы и Реи). Уникальным по яркости является Энцелад — он отражает свет, почти как свежевыпавший снег. Темнее всего поверхность Фебы, которая поэтому почти не видна. Необычна поверхность Япета: его передняя (по ходу движения) полусфера сильно отличается по отражательной способности от задней.

Из всех больших спутников Сатурна только Гиперион имеет неправильную форму, возможно, из-за произошедшего некогда столкновения с массивным телом, например, с гигантским ледяным метеоритом. Поверхность Гипериона сильно загрязнена. Поверхности многих спутников в значительной степени кратерированы. Так, на поверхности Дионы обнаружен крупнейший десятикилометровый кратер; на поверхности Мимаса лежит кратер, вал которого так высок, что это явственно заметно даже на фотографиях. Кроме кратеров, на поверхностях ряда спутников существуют разломы, борозды, впадины. Наибольшая тектоническая и вулканическая деятельность обнаружена у Энцелада.

Кольцо Сатурна 

Три видимых с Земли кольца Сатурна обнаружены астрономами уже давно. Наиболее ярким является среднее кольцо; внутреннее (ближайшее к планете) из-за темного цвета иногда называют «креповым». Радиусы крупнейших колец 120-138, 90-116 и 76-89 тыс. км; толщина — 1-4 км. Кольца состоят из ледяных и (или) силикатных образований, размеры которых могут быть от мелких песчинок до фрагментов порядка нескольких метров.

 

 

Уран

УРАН (астрономический знак I), планета, среднее расстояние от Солнца — 19,18 а. е. (2871 млн. км), период обращения 84 года, период вращения ок. 17 ч, экваториальный диаметр 51 200 км, масса 8,7·10²⁵ кг, состав атмосферы: Н₂, Не, СН₄. Ось вращения Урана наклонена на угол 98 °. Уран имеет 15 спутников (5 открыты с Земли — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер-2» — Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец.

Уран, седьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам.

Движение, размеры, масса

Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0,8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84,01 земного года. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете.

Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры). Уран относят к числу планет-гигантов: его экваториальный радиус (25600 км) почти в четыре раза, а масса (8,7·10²⁵ кг) — в 14,6 раза больше, чем у Земли. При этом средняя плотность Урана (1,26 г/см³ ) в 4,38 раза меньше, чем плотность Земли. Относительно малая плотность типична для планет-гигантов: в процессе формирования из газово-пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным «строительным материалом», тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.

Состав и внутреннее строение 

Подобно другим планетам-гигантам, атмосфера Урана в основном состоит из водорода, гелия и метана, хотя их относительные вклады несколько ниже по сравнению с Юпитером и Сатурном.

Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже — ядро из твердых пород. Масса мантии и ядра составляет примерно 85-90% от всей массы Урана. Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты

Температура в центре Урана близка к 10000 К при давлении 7-8 млн. атмосфер (одна атмосфера примерно соответствует одному бару). На границе ядра давление примерно на два порядка ниже (около 100 килобар). Эффективная температура, определяемая по тепловому излучению с поверхности планеты, составляет ок. 55 К.

Спутники Урана 

Подобно Нептуну и Сатурну, Уран имеет большое число спутников (к 1997 открыто 15) и систему колец. Наибольшие размеры (в километрах) и масса (в долях массы Урана) характерны для первых пяти (открытых с Земли) спутников. Это Миранда (127 км, 10-7), Ариэль (565 км, 1,1·10-5), Умбриэль (555 км, 1,1·10-5), Титания (800 км, 3,2·10-5) и Оберон (815 км, 3,4·10-5). Последние два спутника, согласно теоретическим оценкам, испытывают дифференциацию, то есть перераспределение различных элементов по глубине, в результате чего произошло образование силикатного ядра, мантии из льда (водяного и аммиачного) и ледяной коры. Выделяющаяся при дифференциации теплота приводит к заметному разогреванию недр, что может вызывать даже их расплавление. Остальные 10 спутников Урана (Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) были открыты с борта космического аппарата «Вояджер-2» в 1985-86.

История открытия Урана

В течение многих веков астрономы Земли знали только пять «блуждающих звезд» — планет. 1781 был ознаменован открытием еще одной планеты, названной Ураном. Это произошло, когда английский астроном У. Гершель приступил к реализации грандиозной программы: составлению полного систематического обзора звездного неба. 13 марта вблизи одной из звезд созвездия Близнецов Гершель заметил любопытный объект, который явно не был звездой: его видимые размеры менялись в зависимости от увеличения телескопа, а главное, менялось его положение на небосводе. Гершель первоначально решил, что открыл новую комету (его доклад на заседании Королевского общества 26 апреля 1781 так и назывался — «Сообщение о комете»), но от кометной гипотезы вскоре пришлось отказаться. В благодарность Георгу III, назначившему Гершеля королевским астрономом, последний предложил назвать планету «Георгиева звезда», однако, чтобы не нарушать традиционной связи с мифологией, было принято название «Уран». Первые немногочисленные наблюдения еще не позволяли достаточно точно определить параметры орбиты новой планеты, но, во-первых, число этих наблюдений (в частности, в России, Франции и Германии) быстро увеличивалось, и во-вторых, внимательное исследование каталогов прошлых наблюдений позволило убедиться, что планета неоднократно фиксировалась и прежде, но принималась за звезду, что также заметно увеличивало число данных.

В течение 30 лет после открытия Урана острота интереса к нему периодически падала, но только на время. Дело в том, что повышение точности наблюдений выявило загадочные аномалии в движении планеты: оно то «отставало» от расчетного, то начинало «опережать» его. Теоретическое объяснение этих аномалий привело к новым открытиям — обнаружению заурановых планет.

 Нептун

НЕПТУН (астрологический знак J), планета, среднее расстояние от Солнца 30,06 а. е. (4500 млн. км), период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.10²⁶ кг, состав атмосферы: CH₄, H₂, Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования.

Нептун, восьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам.

Движение и параметры планеты 

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет — 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км, что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см³, почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей. Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле.

Эффективная температура поверхностных областей — ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14)·10³ К при давлении 7-8 мегабар.

Состав и внутреннее строение 

Из всех элементов на Нептуне преобладают водород и гелий примерно в таком же соотношении, как и на Солнце: на один атом гелия приходится около 20 атомов водорода. В несвязанном состоянии водорода на Нептуне значительно меньше, чем на Юпитере и Сатурне. Присутствуют и другие элементы, в основном легкие. На Нептуне, как и на других планетах-гигантах, произошла многослойная дифференциация вещества, в процессе которой образовалась протяженная ледяная оболочка как на Уране. По теоретическим оценкам, имеется и мантия, и ядро. Масса ядра вместе с ледяной оболочкой согласно расчетным моделям может достигать 90% всей массы планеты.

Спутники Нептуна

Около Нептуна движутся 6 спутников. Самый крупный из них — Тритон — имеет радиус 1600 км, что немногим (на 138 км) меньше радиуса Луны, хотя масса его на порядок меньше. Второй по величине спутник, Нереида, значительно меньших размеров (радиус 100 км) и в 20000 раз меньше по массе, чем Луна.

История открытия

После того, как в 1781 У. Гершель открыл Уран и рассчитал параметры его орбиты, довольно скоро обнаружились загадочные аномалии в движении этой планеты — оно то «отставало» от расчетного, то опережало его.

В 1832 в отчете Британской Ассоциации развития науки Дж. Эри, впоследствии ставший королевским астрономом, отмечал, что за 11 лет ошибка в положении Урана достигла почти полминуты дуги. Вскоре после опубликования отчета Эри получил от британского астронома-любителя, преподобного доктора Хассея, письмо, в котором выдвигалось предположение, что эти аномалии обусловлены воздействием пока еще неоткрытой «заурановой» планеты. По-видимому, это было первым предложением искать «возмущающую» планету. Эри не одобрил идею Хассея, и поиски не были начаты.

А еще за год до этого талантливый молодой студент Дж. К. Адамс отметил в своих записях: «В начале этой недели появилась мысль заняться сразу же после получения степени исследованием аномалий в движении Урана, которые до сих пор не объяснены. Надо найти, могут ли они быть обусловлены влиянием находящейся за ним неоткрытой планеты и, если возможно, определить хотя бы приблизительно элементы ее орбиты, что может привести к ее открытию».

Адамс получил возможность приступить к решению этой задачи только через два года, и к октябрю 1843 предварительные вычисления были закончены. Адамс решил показать их Эри, однако встретиться с королевским астрономом ему не удалось. Адамсу оставалось лишь вернуться в Кембридж, оставив для Эри результаты проведенных расчетов. По непонятным причинам Эри отреагировал на работу Адамса отрицательно, ценой чего явилась потеря Англией приоритета в открытии новой планеты.

Независимо от Адамса над проблемой заурановой планеты работал во Франции У. Ж. Леверье. 10 ноября 1845 он представил Французской АН результаты своего теоретического анализа движения Урана, заметив в заключение о расхождении между данными наблюдений и расчетов: «Это можно объяснить воздействием внешнего фактора, который я оценю во втором трактате».

Такие оценки были проведены в первой половине 1846. Успеху дела помогло предположение, что искомая планета движется, в соответствии с эмпирическим —Тициуса Боде правилом, по орбите, радиус которой равен утроенному радиусу орбиты Урана, и что орбита имеет очень малый наклон к плоскости эклиптики. Леверье выступил с указанием, где следует искать новую планету. Получив второй трактат Леверье, Эри обратил внимание на очень близкое совпадение результатов исследований Адамса и Леверье, относящихся к движению предполагаемой планеты, возмущающей движение Урана, и даже подчеркнул это на специальном заседании Совета инспекторов Гринвича. Но он, как и ранее, не торопился начать поиски и стал хлопотать о них только в июле 1846, поняв, какое негодование может вызвать впоследствии его пассивность.

Тем временем Леверье 31 августа 1846 закончил еще одно исследование, в котором была получена окончательная система элементов орбиты искомой планеты и указано ее место на небе. Но во Франции, как и в Англии, астрономы все не приступали к поискам, и 18 сентября Леверье обратился к И. Галле, ассистенту Берлинской обсерватории, который, получив разрешение директора обсерватории, 23 сентября вместе со студентом Д’Арре начал поиски. В первый же вечер планета была обнаружена, она находилась всего в 52′ от предполагаемого места.

Весть об открытии планеты «на кончике пера», что явилось одним из ярчайших триумфов небесной механики, вскоре облетела весь научный мир. По установившейся традиции планета получила название Нептун в честь античного бога.

Около года между Францией и Англией шла борьба за приоритет открытия, к которой, как это часто бывает, сами герои непосредственного отношения не имели. В частности, между Адамсом и Леверье установилось полное взаимопонимание, и они оставались друзьями до конца жизни.

Источник: www.sites.google.com