Газовые планеты Солнечной системы — самые большие гиганты. Газовые гиганты Какие планеты солнечной системы газовые

1977

Газовыми гигантами называются планеты, основная часть которых состоит из газов различных видов. Этими газами являются преимущественно водород и гелий. В меньшей степени возможно присутствие аммиака и метана, а иногда азота. Для таких планет характерны обычно низкие температуры и высокое давление в атмосфере.

Основные особенности газовых гигантов:

1. Имеют небольшую плотность. Таким образом, у них нет твердой поверхности в привычном для нас понимании.
2. Обладают чрезвычайно кратким периодом суточного вращения. Он составляет примерно от 9 до 17 часов, что по земным меркам, очень мало.
3. Из-за быстрого вращения, как правило, сжаты или приплюснуты в области полюсов.
4. Хорошо рассеивают солнечные лучи.

Строение газовых гигантов

Структура газовых планет состоит из нескольких слоев:

• газообразный (представлен в виде облаков);
• жидкого газа, возникающего в силу высокого давления;
• металлического газа (здесь возникает электромагнитное поле);
• небольшого ядра, которое может быть металлическим или каменным.

Для газовых планет характерно присутствие в атмосферах сильных ветров, достигающих тысячи километров. А также устойчивых гигантских вихрей, существующих не одну сотню лет.

По современным данным, большинство планет находящихся вне нашей солнечной системы, то есть экзопланет, являются газовыми. В нашей галактике их сейчас насчитывается около ста миллиардов.

Газовые гиганты солнечной системы

Все планеты нашей солнечной системы принято делить на две части: внешние и внутренние. Газовые гиганты представлены группой, которую в науке называют «внешние планеты». В нее входят Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер. Они находятся дальше от Солнца, чем остальные - внутренние планеты и отделены от них поясом из астероидов.

Внешние планеты обладают совокупностью общих отличительных признаков:

1. Значительной удаленностью от Солнца.
2. Наличием сильных магнитных полей.
3. Большими размерами и массой.
4. Присутствием вокруг планеты множества спутников.
5. Низкими температурами.
6. Наличием кольцевых систем опоясывающих планету.

Самой большой из внешних планет является Юпитер. Она является пятой по расстоянию от Солнца. Обладает атмосферой, состоящей преимущественно из водорода и на одиннадцать процентов из гелия. Наличие в ней серы и фосфора придает красивый оранжевый цвет внешнему облику планеты. В более низких слоях находится океан, наполненный жидким водородом.

Здесь присутствуют классические признаки газовых планет: сильные ветра и продолжительные (до трехсот лет существования) вихри. Самым гигантским из последних является Большое Красное пятно. Его размеры в несколько раз превосходят земные.

Планета обладает мощнейшим магнитным полем в 650 миллионов километров. В его зоне вращается двадцать восемь спутников.

Следующий газовый гигант внешней системы - это Сатурн. Планета является второй по размерам в нашей солнечной системе. Время ее вращения очень короткое - чуть более 10 часов. По размерам она немногим уступает Юпитеру. А вот по массе - в три раза.

В состав Сатурна входит в основном водород, в небольшой степени присутствуют гелий аммиак, метан и остатки воды.

Знаменитое кольцо Сатурна, окружающие его в районе экватора, не являются единым целым. Его внешние слои вращаются вокруг планеты с гораздо меньшей скоростью, чем внутренние. По своей структуре они состоят из мельчайших частиц льда с добавлением силикатной пыли. По ширине они могут достигать восьмидесяти тысяч километров. Толщина же колец гораздо меньше - не более одного километра.

Протяженность года на Сатурне больше земной в 29, 5 раза. Во время годового цикла вид колец небесного тела с Земли сильно различается.

Для периода равноденствия характерно прекращение возможности их наблюдения. То есть они практически перестают быть видимыми с нашей планеты, за исключением небольшой линии. После этого, в течение семи летнего срока, кольца становятся все больше и больше видимы в ширину и достигают максимальных визуальных размеров, когда происходит солнцестояние. Затем цикл повторяется.

Сатурн имеет шестьдесят два спутника. Состав их представлен каменными породами и льдом, а размеры, как правило, небольшие. Один из его спутников - Титан, получивший свое наименование за максимальные, по сравнению с другими, размеры, обладает плотной атмосферой, состоящей преимущественно из азота с добавлением метана. Ученые предполагают, что подобные условия могли существовать на Земле в период появления на ней жизни.

Планетой, следующей за Сатурном, является Уран. Открытая в XVII веке, она является четвертой по массе в солнечной системе.

Год на Уране в 84 раза больше земного, а вращение вокруг своей оси она совершает всего за семнадцать часов. В составе Урана, в отличие от большинства других планет кроме Нептуна, ученые не обнаружили металлического водорода. Однако там был выявлен большой процент льда. Поэтому планета, так же как и Нептун была отнесена к ледяным гигантам.

В ее водородно-гелиевой атмосфере были найдены примеси метана, аммиака и водорода.

Уран является самой холодной планетой солнечной системы. С температурой 224 градуса по Цельсию он совершенно не пригоден для жизни.

Несомненным является наличие слабо выраженных колец на Уране. При этом более яркую окраску имеют внешние кольцевые образования.

Особенностью Урана является его свойство вращения в горизонтальном положении, как бы лежа на «боку». Двадцать семь спутников планеты носят имена героев произведений У. Шекспира и А. Поупа.

Последним, и самым маленьким, из внешних газовых гигантов является Нептун. Не видимый с Земли, он имеет уникальную историю открытия, так как был впервые обнаружен не визуально, а с помощью математических расчетов. Причиной этому послужили изменения в орбите Урана и предположение, что они вызваны влиянием гравитации неизвестной планеты.

По составу Нептун сходен с Ураном. Это заставило ученых отнести его к ледяным гигантам. Поверхность планеты представляет собой океан из воды и сжиженных газов. Один год на планете соответствует примерно 165 земным. Сутки длятся около 16 часов.

За счет внутреннего источника энергии Нептуна, на нем возникают самые сильные в Солнечной системе ветры. Они могут достигать 2100 километров в час. Для атмосферы планеты характерны устойчивые штормы, продолжающиеся по несколько месяцев.

На Нептуне были открыты слабо выраженные кольца с красноватым оттенком. Предполагается, что его придает наличие в их составе, народу со льдом и силикатом, углерода.

Нептун обладает сильнейшим магнитным полем, протяженностью 650 тысяч километров. Но, в отличие от Земли, его орбита отклонена от оси вращения самой планеты на 47 градусов.

Из четырнадцати спутников Нептуна самым крупным является Тритон.

В настоящее время, среди ученых также существует теория, что в нашей солнечной системе существовала еще одна планета, являвшаяся газовым гигантом. Но под воздействием гравитации Юпитера ей пришлось из области притяжения Солнца.

Самый большой газовый гигант

В начале XXI века была обнаружена самая большая планета Вселенной, являющаяся одновременно и газовым гигантом. Ей присвоили наименование TrES-4. Она находится в созвездии Геркулеса, на расстоянии 1600 световых лет от нашей планеты. Небесное тело в двадцать раз больше Земли. В диаметре оно в 1,7 раза превышает Юпитер, но по массе только в три. Сутки на TrES-4 равны трем с половиной земным.

Из-за близости к материнской звезде температура на планете чрезвычайно высока и достигает примерно 1260 градусов. Поэтому, а также по причине небольшой массы, она постоянно расширяется. TrES-4 не может удержать атмосферу. Часть ее постоянно испаряется, преобразуясь в хвост, на подобие тех, что сопровождают комету.

В нашей Солнечной системе есть два типа планет. Это планеты земной группы и газовые гиганты.

Планеты первого типа (Меркурий, Венера, Земля и Марс) это внутренние планеты и расположены ближе к Солнцу. Они почти полностью состоят из твёрдых каменистых пород и могут обладать небольшим соотношением к их массе содержанием газов и атмосферы, обладают небольшими в сравнении с газовыми планетами массой и размерами.

Газовые планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) состоят преимущественно из газов и обладают намного большей массой и размером. Трудно сказать где именно заканчивается атмосфера и начинается сама планета. Предполагается, что внутри каждого гиганта находиться твёрдое каменисто - металлическое ядро.

Каждая планета обладает рядом удивительных и в то же время уникальных особенностей, с которыми предлагаю Вам ознакомится прямо сейчас. Итак - поехали!

Юпитер: сила тяжести и легкие газы.

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Сатурн: саморазогревающаяся система.

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от .

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Уран: лед и камень.

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета , температура здесь может падать до 50 Кельвин (-223 по Цельсию).

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Нептун: алмазные дожди.

Как и у Урана, атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железно-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.

1978

Газовыми гигантами называются планеты, основная часть которых состоит из газов различных видов. Этими газами являются преимущественно водород и гелий. В меньшей степени возможно присутствие аммиака и метана, а иногда азота. Для таких планет характерны обычно низкие температуры и высокое давление в атмосфере.

Основные особенности газовых гигантов:

1. Имеют небольшую плотность. Таким образом, у них нет твердой поверхности в привычном для нас понимании.
2. Обладают чрезвычайно кратким периодом суточного вращения. Он составляет примерно от 9 до 17 часов, что по земным меркам, очень мало.
3. Из-за быстрого вращения, как правило, сжаты или приплюснуты в области полюсов.
4. Хорошо рассеивают солнечные лучи.

Строение газовых гигантов

Структура газовых планет состоит из нескольких слоев:

• газообразный (представлен в виде облаков);
• жидкого газа, возникающего в силу высокого давления;
• металлического газа (здесь возникает электромагнитное поле);
• небольшого ядра, которое может быть металлическим или каменным.

Для газовых планет характерно присутствие в атмосферах сильных ветров, достигающих тысячи километров. А также устойчивых гигантских вихрей, существующих не одну сотню лет.

По современным данным, большинство планет находящихся вне нашей солнечной системы, то есть экзопланет, являются газовыми. В нашей галактике их сейчас насчитывается около ста миллиардов.

Газовые гиганты солнечной системы

Все планеты нашей солнечной системы принято делить на две части: внешние и внутренние. Газовые гиганты представлены группой, которую в науке называют «внешние планеты». В нее входят Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер. Они находятся дальше от Солнца, чем остальные - внутренние планеты и отделены от них поясом из астероидов.

Внешние планеты обладают совокупностью общих отличительных признаков:

1. Значительной удаленностью от Солнца.
2. Наличием сильных магнитных полей.
3. Большими размерами и массой.
4. Присутствием вокруг планеты множества спутников.
5. Низкими температурами.
6. Наличием кольцевых систем опоясывающих планету.

Самой большой из внешних планет является Юпитер. Она является пятой по расстоянию от Солнца. Обладает атмосферой, состоящей преимущественно из водорода и на одиннадцать процентов из гелия. Наличие в ней серы и фосфора придает красивый оранжевый цвет внешнему облику планеты. В более низких слоях находится океан, наполненный жидким водородом.

Здесь присутствуют классические признаки газовых планет: сильные ветра и продолжительные (до трехсот лет существования) вихри. Самым гигантским из последних является Большое Красное пятно. Его размеры в несколько раз превосходят земные.

Планета обладает мощнейшим магнитным полем в 650 миллионов километров. В его зоне вращается двадцать восемь спутников.

Следующий газовый гигант внешней системы - это Сатурн. Планета является второй по размерам в нашей солнечной системе. Время ее вращения очень короткое - чуть более 10 часов. По размерам она немногим уступает Юпитеру. А вот по массе - в три раза.

В состав Сатурна входит в основном водород, в небольшой степени присутствуют гелий аммиак, метан и остатки воды.

Знаменитое кольцо Сатурна, окружающие его в районе экватора, не являются единым целым. Его внешние слои вращаются вокруг планеты с гораздо меньшей скоростью, чем внутренние. По своей структуре они состоят из мельчайших частиц льда с добавлением силикатной пыли. По ширине они могут достигать восьмидесяти тысяч километров. Толщина же колец гораздо меньше - не более одного километра.

Протяженность года на Сатурне больше земной в 29, 5 раза. Во время годового цикла вид колец небесного тела с Земли сильно различается.

Для периода равноденствия характерно прекращение возможности их наблюдения. То есть они практически перестают быть видимыми с нашей планеты, за исключением небольшой линии. После этого, в течение семи летнего срока, кольца становятся все больше и больше видимы в ширину и достигают максимальных визуальных размеров, когда происходит солнцестояние. Затем цикл повторяется.

Сатурн имеет шестьдесят два спутника. Состав их представлен каменными породами и льдом, а размеры, как правило, небольшие. Один из его спутников - Титан, получивший свое наименование за максимальные, по сравнению с другими, размеры, обладает плотной атмосферой, состоящей преимущественно из азота с добавлением метана. Ученые предполагают, что подобные условия могли существовать на Земле в период появления на ней жизни.

Планетой, следующей за Сатурном, является Уран. Открытая в XVII веке, она является четвертой по массе в солнечной системе.

Год на Уране в 84 раза больше земного, а вращение вокруг своей оси она совершает всего за семнадцать часов. В составе Урана, в отличие от большинства других планет кроме Нептуна, ученые не обнаружили металлического водорода. Однако там был выявлен большой процент льда. Поэтому планета, так же как и Нептун была отнесена к ледяным гигантам.

В ее водородно-гелиевой атмосфере были найдены примеси метана, аммиака и водорода.

Уран является самой холодной планетой солнечной системы. С температурой 224 градуса по Цельсию он совершенно не пригоден для жизни.

Несомненным является наличие слабо выраженных колец на Уране. При этом более яркую окраску имеют внешние кольцевые образования.

Особенностью Урана является его свойство вращения в горизонтальном положении, как бы лежа на «боку». Двадцать семь спутников планеты носят имена героев произведений У. Шекспира и А. Поупа.

Последним, и самым маленьким, из внешних газовых гигантов является Нептун. Не видимый с Земли, он имеет уникальную историю открытия, так как был впервые обнаружен не визуально, а с помощью математических расчетов. Причиной этому послужили изменения в орбите Урана и предположение, что они вызваны влиянием гравитации неизвестной планеты.

По составу Нептун сходен с Ураном. Это заставило ученых отнести его к ледяным гигантам. Поверхность планеты представляет собой океан из воды и сжиженных газов. Один год на планете соответствует примерно 165 земным. Сутки длятся около 16 часов.

За счет внутреннего источника энергии Нептуна, на нем возникают самые сильные в Солнечной системе ветры. Они могут достигать 2100 километров в час. Для атмосферы планеты характерны устойчивые штормы, продолжающиеся по несколько месяцев.

На Нептуне были открыты слабо выраженные кольца с красноватым оттенком. Предполагается, что его придает наличие в их составе, народу со льдом и силикатом, углерода.

Нептун обладает сильнейшим магнитным полем, протяженностью 650 тысяч километров. Но, в отличие от Земли, его орбита отклонена от оси вращения самой планеты на 47 градусов.

Из четырнадцати спутников Нептуна самым крупным является Тритон.

В настоящее время, среди ученых также существует теория, что в нашей солнечной системе существовала еще одна планета, являвшаяся газовым гигантом. Но под воздействием гравитации Юпитера ей пришлось из области притяжения Солнца.

Самый большой газовый гигант

В начале XXI века была обнаружена самая большая планета Вселенной, являющаяся одновременно и газовым гигантом. Ей присвоили наименование TrES-4. Она находится в созвездии Геркулеса, на расстоянии 1600 световых лет от нашей планеты. Небесное тело в двадцать раз больше Земли. В диаметре оно в 1,7 раза превышает Юпитер, но по массе только в три. Сутки на TrES-4 равны трем с половиной земным.

Из-за близости к материнской звезде температура на планете чрезвычайно высока и достигает примерно 1260 градусов. Поэтому, а также по причине небольшой массы, она постоянно расширяется. TrES-4 не может удержать атмосферу. Часть ее постоянно испаряется, преобразуясь в хвост, на подобие тех, что сопровождают комету.

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.
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...


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.

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!

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.

Нептун - самая дальняя планета Солнечной системы, после того, как Плутон "разжаловали" в "карликовые планеты". Как и остальные планеты-гиганты, Нептун значительно больше и тяжелее Земли.
Нептун, как и Сатурн, является ледяной планетой-гигантом.

Нептун находится довольно далеко от Солнца и поэтому стал первой планетой, открытой благодаря математическим вычислениям, а не при помощи прямых наблюдений. Планета была зрительно обнаружена в телескоп 23 сентября 1846 года астрономами Берлинской обсерватории, на основании педварительных расчётов француского астронома Леверье.
Любопытно, что судя по рисункам, Галилео Галией наблюдал Нептун задолго до этого, ещё в 1612 году, в свой первый телескоп! Но... он не распознал в нём планету, приняв за неподвижную звезду. Поэтому, Галилей не считается первооткрывателем планеты Нептун.

Несмотря на свои значительные размеры и массу, плотность Нептуна примерно в 3,5 раза меньше плотности Земли. Поэтому, на экваторе сила тяжести - всего 1,14 g, то есть почти как на Земле, как и у двух предыдущих планет-гигантов.

По земным меркам Солнечная система имеет не просто большие, а огромные и бескрайние пространства. Чтобы не пугать себя сумасшедшими цифрами в километрах, специалисты придумали такую единицу измерения необъятных и необозримых космических просторов как астрономическая единица . Одна такая а. е. равна 149,6 млн. км - это среднее расстояние Земли от Солнца.

Общее представление о размерах всей Солнечной системы даёт расстояние между Солнцем и планетой Плутон. Оно составляет ни много ни мало а тридцать девять астрономических единиц, и это при условия, что маленькая планета находится в ближайшей точке орбиты к Солнцу - перигелии. Если же Плутон, перемещаясь по своей орбите, попадает в афелию - самую дальнюю точку орбиты, то расстояние увеличивается до сорока девяти астрономических единиц.

Отсюда нетрудно подсчитать, что свет, который имеет скорость 299 792 км/с, достигает Земли за восемь минут. Это примерное время, которое тратит офисный работник на приятный разговор с коллегами за чашечкой кофе. Взяли в руки кофейник - гамма-квантовая частица отделилась от Солнца и понёслась в сторону Земли. Поставили на стол пустую чашку, смахнули крошки от съеденного кондитерского изделия на пол - посланник жёлтой звезды ударился в столовый набор и, отразившись, слился со множеством других отражённых частиц. Величину яркости такого отражённого солнечного света называют альбедо .

Для справки нужно отметить, что до Плутона свет добирается за шесть часов. Если же брать межгалактические пространства, то здесь совсем другие критерии измерений. Огромные расстояния, скажем до нашей уважаемой соседки Андромеды, измеряются уже в световых годах и парсеках.

Все девять планет прекрасно уживаются друг с другом. В этом может убедиться каждый любопытный пилигрим, попавший с оказией на Северный полюс, да к тому же прихвативший с собой телескоп. Поёживаясь от мороза и любуясь красотами звёздного неба, он без труда обнаружит, что планеты Солнечной системы движутся против часовой стрелки, да ещё и лежат примерно в одной плоскости. За основу всегда берётся плоскость орбиты планеты Земля, которая совпадает с сечением небесной сферы и называется плоскостью эклиптики.

Дальнейшие наблюдения порадуют глаз путешественника и внесут в его душу успокоение: все девять космических тел вращаются в строго отведённых пространствах по эллиптическим орбитам, поэтому врезаться друг в друга никак не могут. Правда нашему новоиспечённому астроному будет трудно заметить главное: планеты разделены на две группы, а между ними находится пояс астероидов.

К первой группе относятся четыре планеты, расположенные ближе всего к Солнцу. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс. У них много общих признаков: примерно одна и та же плотность (в среднем 4,5 г/см³), небольшие размеры, медленное вращение вокруг своей оси, малое количество естественных спутников. Они есть только у Земли - Луна и у Марса - Фобос и Деймос. Эти четыре планеты называют планетами земной группы .

Но за поясом астероидов картина совсем другая. Там правят бал другие четыре планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они тоже схожи по плотности (в среднем 1,2 г/см³), имеют огромные размеры, быстро вращаются вокруг своей оси и окружены большим количеством спутников. К тому же они лишены твёрдой поверхности, а их атмосферы насыщены водородом и гелием. Эти четыре планеты называют газовыми гигантами .

Особняком стоит маленький и аккуратненький Плутон, который по своим признакам схож с планетами первой группы. Правда совсем недавно его статус изменился. Теперь он называется карликовой планетой: так решил Международный астрономический союз. Честно говоря, единодушной поддержки среди учёных этот вердикт не получил, и многие по прежнему считают Плутон девятой планетой Солнечной системы.

Протозвезда продолжала сжиматься, её температура росла. Наконец она достигла миллионов кельвинов в центре и спровоцировала начало термоядерных реакций горения водорода. Начал выделяться гелий, и протозвезда перешла в новое качество - стала обычной звездой (Солнцем). Все эти космические преобразования растянулись во времени более чем на один миллион лет.

Далее пошёл процесс образования планет. Пылевой слой характеризовался гидродинамической неустойчивостью, и его вскоре заменили пылевые уплотнения. Они сталкивались друг с другом, сжимались - на смену им пришли твёрдые тела малого размера. Эти новые образования объединялись в более крупные. Именно они и стали гравитационными центрами формирования планет из вещества протопланетного диска.

Система стремилась к устойчивости, и, в конце концов, во внешних областях диска гравитационные центры образовали девять планет, вращающихся в одной плоскости и в одном направлении. На это ушло порядка четырёх миллионов лет. Первоначальное формирование Солнечной системы на этом закончилось.

Её дальнейшая эволюция характеризуется изменением орбит и изменением порядка следования планет, возникновением спутников вокруг них. Этот процесс продолжается и сейчас, лишний раз доказывая, что в Космосе нет застывших форм, не подвластных гравитационным взаимодействиям. Именно они и являются первопричиной всех длительных изменений предшествующих состояний, как в самой Солнечной системе, так и в более крупных межзвёздных и межгалактических образованиях.

Из всего вышесказанного видно - человечество за последние столетия время зря не теряло и создало довольно стройную теорию, охватывающую все аспекты Солнечной системы. Но это только на первый взгляд. Истинное же положение вещей таково, что вопросов, неясностей и откровенных тайн на сегодняшний день накопилось огромное количество. Ответы на них очень разноречивы и неопределённы, а истина неясна и туманна.

Возраст Солнечной системы

Одна из главных загадок - возраст Солнечной системы . Уже упоминалась официальная версия, которая называет временной интервал в 4,6–5 миллиардов лет. Но она мало что объясняет, если её рассматривать с точки зрения методики расчёта количества гелия, который является результатом термоядерных реакций и в настоящее время присутствует на Солнце.

Дело в том, что оценка количества этого инертного газа не является величиной очевидной. Кто-то утверждает, что его содержится 34% от общей солнечной массы, а кто-то называет 27%. Разбег составляет семь процентов. Соответственно временной интервал можно варьировать от 5 до 6,5 миллиардов лет, да и то только с того момента, когда протозвезда превратилась в Солнце.

В настоящее время нет пока даже чёткого представления о термоядерных реакциях, которые идут в недрах жёлтого карлика. Существует два предполагаемых цикла превращения водорода в гелий - это протонный (водородный) и углеродный (цикл Бете).

Специалисты больше склоняются к первому циклу, который включает в себя три реакции: из ядра водорода образуется ядро дейтерия, затем из ядра дейтерия ядро изотопа гелия с атомной массой равной трём, а заканчивается процесс устойчивым изотопом гелия с атомной массой равной четырём.

Возраст планеты Земля

Что действительно более менее ясно и не подлежит критике - так это возраст планеты Земля и его спутника Луны . Здесь за основу взято такое понятие, как радиоактивность. Под ней понимается превращение атомных ядер в другие ядра, сопровождающиеся испусканием различных частиц и электромагнитных излучений.

В данном случае за основу берётся атом урана. Он неустойчив, испускает энергию и преобразуется со временем в атом свинца, который представляет из себя устойчивый элемент. При условии, что скорость ядерного распада является величиной абсолютно постоянной, можно легко рассчитать временной период за который один элемент заменяется другим.

Любая масса урана (изотоп) обладает определённым количеством атомов. Замена половины атомов урана на аналогичное количество атомов свинца происходит за 4,5 миллиарда лет - период полураспада. Полное превращение урана в свинец составляет соответственно 9 миллиардов лет.

Самый древний минерал на Земле нашли в Австралии, его возраст был определён в 4,2 миллиарда лет. Метеориты, которые падают на голубую планету, тоже далеко не юные - им, как правило, 4,5–4,6 миллиардов лет. Благодаря современным достижениям науки (американская экспедиция «Аполлон», советская автоматическая межпланетная станция «Луна») на Землю были доставлены образцы лунного грунта. Он оказался не первой свежести. Его года колеблются в вилке от 4 до 4,5 миллиардов лет.

Многие тут же ухватились за эти цифры, категорически заявив, что и существование всей Солнечной системы тоже лежит в этом временном интервале. Никто не спорит - Земля и Луна живут по тем же законам, что и другие космические тела. Но кто даст стопроцентную гарантию, что в недалёком будущем не будет найден минерал в недрах нашей планеты, возраст которого составит, к примеру, 8 миллиардов лет, или с Луны доставят образец столь же почтенного возраста. Не известно также, что из себя представляет грунт других планет, коллег старушки Земли.

Одним словом, вопрос о зрелости Солнечной системы пока остаётся открытым. Скорее всего в ближайшем будущем чёткий и ясный ответ найден не будет. Но истина всегда на стороне упорных и любознательных. Пройдёт какое-то время, человечество овладеет запасом новых знаний, и само потом будет удивляться, как не могло раньше увидеть ответы, которые практически лежали на поверхности .

Статью написал ridar-shakin

Источники: Издание «Планеты Солнечной системы»