по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

Реферат: Планеты-гиганты

по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

РЕФЕРАТ

Планеты-гиганты

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун представляют юпитерову группу планет, или группу планет-гигантов, хотя их большие диаметры не единственная черта, отличающая эти планеты от планет земной группы.

Планеты-гиганты имеют небольшую плотность, краткий период суточного вращения и, следовательно, значительное сжатие у полюсов; их видимые поверхности хорошо отражают, или, иначе говоря, рассеивают солнечные лучи.

Уже довольно давно установили, что атмосферы планет-гигантов состоят из метана, аммиака, водорода, гелия. Полосы поглощения метана и аммиака в спектрах больших планет видны в огромном количестве.

Причем с переходом от Юпитера к Нептуну метановые полосы постепенно усиливаются, а полосы аммиака слабеют.

Основная часть атмосфер планет-гигантов заполнена густыми облаками, над которыми простирается довольно прозрачный газовый слой, где «плавают» мелкие частицы, вероятно, кристаллики замерзших аммиака и метана.

Вполне естественно, что среди планет-гигантов лучше всего изучены две ближайшие к нам — Юпитер и Сатурн.

Поскольку Уран и Нептун сейчас не привлекают к себе особенного внимания ученых, остановимся более подробно на Юпитере и Сатурне. К тому же значительная часть вопросов, которые можно решить в связи с описанием Юпитера и Сатурна, относится также и к Нептуну.

Планеты-гиганты — четыре планеты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун; расположены за пределами кольца малых планет.

Эти планеты, имеющие ряд сходных физических характеристик, также называют внешними планетами.

Они бладают значительно большими размерами и массами (вследствие чего давление в их недрах значительно выше), более низкой средней плотностью (близкой к средней Солнечной, 1,4 г/смі), мощными атмосферами, быстрым вращением, а также кольцами (в то время как у планет земной группы таковых нет) и бо?льшим количеством спутников. Почти все эти характеристики убывают от Юпитера к Нептуну. Все эти планеты являются газовыми планетами

Газовая планета — планета, состоящая в значительном составе из водорода, гелия, аммиака, метана и других элементов.

Планеты этого типа имеют небольшую плотность, краткий период суточного вращения и, следовательно, значительное сжатие у полюсов; их видимые поверхности хорошо отражают, или, иначе говоря, рассеивают солнечные лучи. В Солнечной системе это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Самой большой известной планетой-гигантом является TrES-4b. Согласно гипотезе происхождения Солнечной системы, планеты-гиганты образовались раньше, чем планеты земной группы. Период вращения газовых гигантов вокруг своей оси составляет 9-17 часов.

В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры со скоростями до тысяч километров в час. Имеются постоянные атмосферные образования, представляющие собой гигантские вихри. Например, Большое красное пятно (размером в несколько раз больше Земли) на Юпитере наблюдают уже более 300 лет. Имеется Большое тёмное пятно на Нептуне, более мелкие пятна на Сатурне.

Для всех газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01% (1 к 10 000).

Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газо-пылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).

Газовыми могут являться лишь крупные планеты, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.

Юпитер

Юпитер — пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Ряд атмосферных явлений на Юпитере: штормы, молнии, полярные сияния, — имеют масштабы, на порядки превосходящие земные. Юпитер имеет, по крайней мере, 67 спутников, самые крупные из которых — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

Исследования Юпитера проводятся при помощи наземных и орбитальных телескопов. Юпитер — самый мощный (после Солнца) радиоисточник Солнечной системы в дециметровом-метровом диапазонах длин волн. Радиоизлучение имеет спорадический характер и в максимуме всплеска достигает 106 Янских. Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, газовый гигант.

Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли.

Масса Юпитера в 2,47 раза превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, в 317,8 раз — массу Земли и примерно в 1000 раз меньше массы Солнца. Плотность (1326 кг/мі) примерно равна плотности Солнца и в 4,16 раз уступает плотности Земли (5515 кг/мі).

При этом сила тяжести на его поверхности, за которую обычно принимают верхний слой облаков, более чем в 2,4 раза превосходит земную: тело, которое имеет массу, например, 100 кг, будет весить столько же, сколько весит тело массой 240 кг на поверхности Земли. Это соответствует ускорению свободного падения 24,79 м/сІ на Юпитере против 9,80 м/сІ для Земли.

Температура в атмосфере растёт немонотонно. В ней, как и на Земле, можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу, тропопаузу, тропосферу.

Характерной особенностью внешнего облика Юпитера являются его полосы. Существует ряд версий, объясняющих их происхождение. Так, по одной из версий, полосы возникали в результате явления конвекции в атмосфере планеты-гиганта — за счёт подогрева, и, как следствие, поднятия одних слоёв, и охлаждения и опускания вниз других.

На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводит к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет.

Возникнув, вихрь поднимает на поверхность облаков нагретые массы газа с пара?ми малых компонентов.

Образующиеся кристаллы аммиачного снега, растворов и соединений аммиака в виде снега и капель, обычного водяного снега и льда постепенно опускаются в атмосфере, пока не достигают уровней, на которых температура достаточна высока, и испаряются. После чего вещество в газообразном состоянии снова возвращается в облачный слой.

Внутренне строение

На данный момент наибольшее признание получила следующая модель внутреннего строения Юпитера:

I. Атмосфера. Её делят на три слоя:

. внешний слой, состоящий из водорода;

. средний слой, состоящий из водорода (90%) и гелия (10%);

. нижний слой, состоящий из водорода, гелия и примесей аммиака, гидросульфида аммония и воды, образующих облака.

II. Слой металлического водорода. Температура этого слоя меняется от 6300 до 21 000 К, а давление от 200 до 4000 ГПа.

III. Каменное ядро.

Физические характеристики.

Полярное сжатие 0,06487

Экваториальный радиус 71 492 ± 4 км

Полярный радиус 66 854 ± 10 км

Средний радиус 69 911 ± 6 км

Площадь поверхности (S) 6,21796·1010 кмІ

Объём (V) 1,43128·1015 кмі

Масса (m) 1,8986·1027 кг

Средняя плотность (с) 1,326 г./смі

Ускорение свободного падения на экваторе (g) 24,79 м/сІ (2,535 g)

Вторая космическая скорость (v2) 59,5 км/с

Экваториальная скорость вращения 12,6 км/с или 45 300 км/ч

Период вращения (T) 9,925 часа

Наклон оси 3,13°

Атмосферное давление 20-220 кПа

Шкала высоты 27 км

Сатурн

Сату?рн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. В основном Сатурн состоит из водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и тяжёлых элементов.

Внутренняя область представляет собой небольшое ядро из железа, никеля и льда, покрытое тонким слоем металлического водорода и газообразным внешним слоем. Внешняя атмосфера планеты кажется из космоса спокойной и однородной, хотя иногда на ней появляются долговременные образования. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч.

В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 1990 году.

У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное положение по напряжённости между магнитным полем Земли и мощным полем Юпитера. Магнитное поле Сатурна простирается на 1 000 000 километров в направлении Солнца.

Сатурн обладает заметной системой колец, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества тяжёлых элементов и пыли. Вокруг планеты обращается 62 известных на данный момент спутника. Крупнейшие из них — Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет.

Полярные сияния Сатурна не связаны с неравномерностью вращения плазменного слоя во внешних частях магнитосферы планеты. Предположительно, они возникают из-за магнитного пересоединения под действием солнечного ветра. Форма и вид полярных сияний Сатурна сильно меняются с течением времени. Их расположение и яркость сильно связаны с давлением солнечного ветра: чем оно больше, тем сияния ярче и ближе к полюсу.

Кольца у Сатурна самые заметные. Существует три основных кольца и четвёртое — более тонкое. Все вместе они отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Кольца Сатурна очень тонкие.

При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра, хотя существуют на поверхности колец и своеобразные горы.

Несмотря на свой внушительный вид, количество вещества, составляющего кольца, крайне незначительно.

Внутреннее строение

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, а водород переходит в жидкое состояние, однако этот переход является постепенным. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (давление там достигает около 3 миллионов атмосфер).

Циркуляция электрических токов в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро из твердых и тяжёлых материалов — силикатов, металлов и, предположительно, льда. Его масса составляет приблизительно от 9 до 22 масс Земли.

Температура ядра достигает 11 700°C, а энергия, которую оно излучает в космос, в 2,5 раза больше энергии, которую Сатурн получает от Солнца. Значительная часть этой энергии генерируется за счёт механизма Кельвина — Гельмгольца (когда температура планеты падает, то падает и давление в ней).

В результате она сжимается, а потенциальная энергия её вещества переходит в тепло.

Физические характеристики.

Полярное сжатие 0,097 96 ± 0,000 18

Экваториальный радиус 60 268 ± 4 км

Полярный радиус 54 364 ± 10 км

Площадь поверхности (S) 4,272·1010 кмІ

Объём (V) 8,2713·1014 кмі

Масса (m) 5,6846·1026 кг

Средняя плотность (с) 0,687 г./смі

Ускорение свободного падения на экваторе (g) 10,44 м/сІ[4]

Вторая космическая скорость (v2) 35,5 км/с

Экваториальная скорость вращения 9,87 км/c

Период вращения (T)10 ч 34 мин 13с ± 2с

Наклон оси 26,73°

Уран

Ура?н — самая холодная планета Солнечной системы, седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем. Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа.

В отличие от газовых гигантов — Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород, но зато много льда в его высокотемпературных модификациях. Основу атмосферы Урана составляют водород и гелий.

Кроме того, в ней обнаружены следы метана и других углеводородов, а также облака изо льда, твёрдого аммиака и водорода. Это самая холодная Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников.

Можно выделить пять основных самых крупных спутников: это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца.

Планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой в 49 К (?224°C). Средняя удалённость планеты от Солнца составляет 19,1914 а. е. (2,8 млрд км). Период полного обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года. Расстояние между Ураном и Землёй меняется от 2,7 до 2,85 млрд км.

Хотя Уран и не имеет твёрдой поверхности в привычном понимании этого слова, наиболее удалённую часть газообразной оболочки принято называть его атмосферой.

Атмосферу условно можно разделить на 3 части: тропосфера (-300 км — 50 км; давление составляет 100 — 0,1 бар), стратосфера (50 — 4000 км; давление составляет 0,1 — 10?10 бар) и термосфера / атмосферная корона (4000 — 50000 км от поверхности)[10]. Мезосфера у Урана отсутствует.

У Урана есть слабо выраженная система колец, состоящая из очень тёмных частиц диаметром от микрометров до долей метра. Это — вторая кольцевая система, обнаруженная в Солнечной системе (первой была система колец Сатурна). На данный момент у Урана известно 13 колец, самым ярким из которых является кольцо е (эпсилон).

Кольца Урана, вероятно, весьма молоды — на это указывают промежутки между ними, а также различия в их прозрачности. Это говорит о том, что кольца не были сформированы вместе с планетой.

Возможно, ранее кольца были одним из спутников Урана, который разрушился либо при столкновении с неким небесным телом, либо под действием приливных сил.

Внутренняя структура.

Стандартная модель Урана предполагает, что Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера[. Ядро является относительно маленьким, с массой приблизительно от 0,55 до 3,7 земных масс и с радиусом в 20% от радиуса всей планеты.

Мантия (льды) составляет бо?льшую часть планеты (60% от общего радиуса, до 13,5 земных масс). Атмосфера при массе, составляющей всего 0,5 земных масс (или, по другим оценкам, 1,5 земной массы), простирается на 20% радиуса Урана.

В центре Урана плотность должна повышаться до 9 г/смі, давление должно достигать 8 млн бар (800 ГПа) при температуре в 5000 К. Ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана.

Эту жидкость, обладающую высокой электропроводностью, иногда называют «океаном водного аммиака»

Физические характеристики

Полярное сжатие 0,02293

Экваториальный радиус 25 559 км

Полярный радиус 24 973 км

Площадь поверхности (S)8,1156·109 кмІ

Объём (V) 6,833·1013 кмі

Масса (m) 8,6832·1025 кг

Средняя плотность (с) 1,27 г./смі

Ускорение свободного падения на экваторе (g) 8,87 м/сІ (0,886 g)

Вторая космическая скорость (v2) 21,3 км/c

Экваториальная скорость вращения 2,59 км/с

Период вращения (T) 0,71833 дней 17 ч 14 мин 24 с

Наклон оси 97,77°

Нептун

Непту?н — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли. Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений.

У Нептуна на данный момент известно 14 спутников. Масса крупнейшего составляет более, чем 99,5% от суммарной массы всех спутников Нептуна, и лишь он массивен настолько, чтобы стать сфероидальным. Это Тритон.

В отличие от всех остальных крупных спутников планет в Солнечной системе, Тритон обладает ретроградной орбитой. Возможно, он был захвачен гравитацией Нептуна, а не сформировался на месте, и, возможно, когда-то был карликовой планетой в поясе Койпера.

Второй (по времени открытия) известный спутник Нептуна — Нереида, спутник неправильной формы с одним из самых высоких эксцентриситетов орбиты среди прочих спутников Солнечной системы. Четыре самые внутренние спутника Нептуна — Наяда, Таласса, Деспина и Галатея.

Следующая за ними, Ларисса, была первоначально открыта в 1981 году при покрытии звезды.

Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит в себе более высокую пропорцию льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.

В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. В южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к ?220°C.

В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000-7100°C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система (гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна.

Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, — наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок). Среднее расстояние между Нептуном и Солнцем — 4,55 млрд км (около 30,1 средних расстояний между Солнцем и Землёй, или30,1 а. е.), и полный оборот вокруг Солнца у него занимает 164,79 года.

Расстояние между Нептуном и Землёй составляет от 4,3 до4,6 млрд км.

Орбитальные резонансы.

Нептун оказывает большое влияние на весьма отдалённый от него пояс Койпера. Пояс Койпера — кольцо из ледяных малых планет, подобное поясу астероидов между Марсом и Юпитером, но намного протяжённее. Он располагается в пределах от орбиты Нептуна (30 а. е.) до 55 астрономических единиц от Солнца[56].

Гравитационная сила притяжения Нептуна оказывает наиболее существенное влияние на пояс Койпера (в том числе в плане формирования его структуры), сравнимое по доле с влиянием силы притяжения Юпитера на пояс астероидов.

За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, и в структуре пояса образовались промежутки.

Внутреннее строение

Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. Атмосфера составляет примерно 10-20% от общей массы планеты, и расстояние от поверхности до конца атмосферы составляет 10-20% расстояния от поверхности до ядра. Вблизи ядра давление может достигать 10 ГПа.

Объёмные концентрацииметана, аммиака и воды найдены в нижних слоях атмосферы. Постепенно эта более тёмная и более горячая область уплотняется в перегретую жидкую мантию, где температуры достигают 2000-5000 К.

Масса мантии Нептуна превышает земную в 10-15 раз, по разным оценкам, и богата водой, аммиаком, метаном и прочими соединениями. Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли.

Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.

Физические характеристики.

Полярное сжатие0,0171 ± 0,0013

Экваториальный радиус24 764 ± 15 км

Полярный радиус24 341 ± 30 км

Площадь поверхности (S)7,6408·109 кмІ

Объём (V)6,254·1013 кмі

Масса (m)1,0243·1026 кг

Средняя плотность (с)1,638 г./смі

Ускорение свободного падения на экваторе (g)11,15 м/сІ (1,14 g)

Вторая космическая скорость (v2) 23,5 км/c

Экваториальная скорость вращения2,68 км/с

Период вращения (T) 0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с

Наклон оси28,32°

Заключение

планета юпитер гигант нептун

Планеты-гиганты активно изучаются и в наше время. Но до сих пор многие явления, происходящие на планетах-гигантах, остаются неизведанными и привлекают внимание ученых всего мира. И следует полагать, что мы когда-нибудь все-таки будем иметь полное представление об этих красивых, необычных планетах.

Например. Учёные еще не пришли к единому мнению о происхождении нерегулярных спутников. (Считается, что регулярные внутренние спутники сформировались из околопланетного газопылевого диска в результате слипания многих мелких частиц.

) Ясно только, что важную роль в формировании внешних спутников играл захват Юпитером астероидов.

Компьютерные расчеты показывают, что, возможно, группа Пасифе возникла в результате систематического захвата планетой мелких частиц и астероидов на обратные орбиты во внешней области около юпитерианского диска.

Список литературы

1.Жарков В.Н. «Внутреннее строение Земли и планет», М.: Наука, 1974 год.

2.Ф.Я. Цикл «Семья Солнца: планеты и спутники Солнечной системы», М., Мир, 1984 г.

.«, Е.П. Куликовский, «Справочник любителя и астронома М., Наука, 1977 г.

.С.Н. Коновалов, «Планеты открытые заново», М., Наука, 1981 г.

.Ф. Умпл «Семья Солнца» М., 1984 г.

.М.Я. Маров «Планеты Солнечной системы» 2-е изд. М., 1986.

Планеты-гиганты Реферат Авиация и космонавтика

Источник: http://dodiplom.ru/ready/132958

Реферат: по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

Реферат по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

Реферат был сдан в 2007 году в г. Королёв МОУБСОШ№1 оценка-5

Королёв 2007

План

1. Общая информация 3

2. Отличия от планет земной группы 4

3. Юпитер 4

— Первый гигант 4

— Атмосфера 5

— Кольца 6

— Магнитное поле 7

— Спутники 7

4. Сатурн 9

— Строение планеты и атмосфера 9

— Магнитное поле 11

— Кольца 11

— Спутники 14

5. Уран 14

— История открытия 14

— Строение планеты 15

— Особенности вращения 16

— Кольца 16

— Магнитное поле 17

— Спутники 17

6. Нептун 18

— История открытия 18

— Строение планеты 19

— Кольца 21

— Магнитное поле 22

— Спутники 22

7. Список литературы 24

Общая информация

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.

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, а уже к 1.08.2006г. у Юпитера найдено 63 спутника, у Сатурна – 55, у Урана 29,а у Нептуна-13. 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.

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.

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).

Отличия от планет земной группы

Планеты-гиганты отличаются от Меркурия, Венеры, Земли и Марса большими размерами, большей массой, меньшей плотностью, более быстрым вращением, гораздо более плотными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется, а все планеты-гиганты окружены мощными протяжёнными атмосферами), большим числом спутников.

Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере, над их облаками) очень низка: на Юпитере – 145°С, на Сатурне – 180°С, на Уране и Нептуне ещё ниже.

А температура у планет земной группы значительно выше (на Венере до плюс 500°С). Малая средняя плотность планет-гигантов может объяснятся тем, что она получается делением массы на видимый объём, а объём мы оцениваем по непрозрачному слою обширной атмосферы.

Малая плотность и обилие водорода отличают планеты-гиганты от остальных планет.

Ю п и т е р

первый гигант

Юпитер – вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы. Но если Венеру можно видеть только утром или вечером, то Юпитер иногда сверкает всю ночь. Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.

Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой, у которой были открыты спутники. В 1610 г. Галилей, направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки, не видимые простым глазом. На следующий день они изменили своё положение и относительно Юпитера, и относительно друг друга.

Наблюдая за этими звездами, Галилей заключил, что наблюдает спутники Юпитера, образовавшиеся вокруг него как центрального светила. Это была уменьшенная модель Солнечной системы.

Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера – Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто – делает их удобными «небесными часами», и моряки долгое время пользовались ими, чтобы определять положение корабля в открытом море.

В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется ли свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расчетов, датский астроном Оле Рёмер в 1675 г.

обнаружил, что наблюдения и вычисления расходятся, если Юпитер и Земля находятся по разные стороны Солнца. В этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу, что 1000 с. – это как раз то время, которое нужно свету, чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру.

Поскольку диаметр земной орбиты составляет 300 млн. километров, скорость света оказывается близкой к 300000км./с.

Юпитер – пятая планета от Солнца и самая большая планета-гигант Солнечной системы. Его экваториальный диаметр равен 143884 км, что в 11,209 раз превышает диаметр Земли и составляет 0,103 диаметра Солнца. Форма Юпитера не совсем сферическая, поскольку планета состоит из газа и жидкости и быстро вращается.

Полярный диаметр Юпитера равен 133708 км. По объему Юпитер эквивалентен 1319 объемам Земли. Среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км, минимальное 4,95 а. е., максимальное — 5,45 а. е.), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного слоя близ экватора) около 10 часов.

Юпитер движется вокруг Солнца по близкой к круговой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 1°18,3'. Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°5'; из-за малости этого угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо.

Расстояние Юпитера от Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км. Масса Юпитера в 317,8 раз превосходит массу Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных планет, вместе взятых, но при этом средняя плотность равна 1,33 г/см3, то есть в 4 раза меньше, чем у Земли.

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.

Атмосфера

При визуальных наблюдениях диск Юпитера кажется пересеченным чередующимися светлыми зонами и темными поясами. Атмосфера толщиной в 27км состоит из молекулярного водород (H2) — 89,8% и Гелия (He) — 10,2так же в малых долях там присутствуют такие газы как: Метан (CH4); Аммиак (NH3);Этан (C2H6) и Вода (H2O).

Согласно данным, полученным четырьмя космическими зондами, пролетевшими мимо Юпитера в 1973 — 1981гг («Пионер-10 и -11», «Вояджер-1 и -2»), и АМС «Галилео», работающей на орбите планеты в 1995-2003гг, внутри этих полос наблюдается очень сложная система потоков.

В каждом полушарии имеется пять или шесть таких полос, по направлению совпадающих с ветровыми течениями, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями (150 м/с (30° широт)).

Быстрее всего вращается экваториальная зона — период ее обращения 9 ч 50 мин 30 с, что на 5 мин 11с меньше периода обращения полярных зон. Так быстро не вращается ни одна другая планета Солнечной системы. На Юпитере атмосферные процессы намного стабильнее, чем на Земле.

Пояса облаков на Юпитере сохраняются годами и вращаются вокруг планеты со скоростью 480 км/ч. Штормы, перед которыми земные ураганы покажутся лишь легким ветерком, могут бушевать десятилетиями. Относительно долговечными деталями планеты являются белые или цветные овалы.

Наиболее известная и самая заметная из таких деталей — Большое Красное Пятно, которое наблюдается уже около 340 лет. Находясь в умеренных южных широтах Юпитера, оно медленно перемещается, делая за сто лет примерно 3 оборота.

По краям Красного Пятна располагаются облака, состоящие из аммиака.

По предыдущим наблюдениям космической станцией Galileo, также принадлежащей NASA, граничные области Большого Красного Пятна вращаются с большой скоростью против часовой стрелки, в то время как внутренняя часть медленно вращается в противоположном направлении.

За последнее время Большое Красное Пятно несколько изменилось. На фотографиях, полученных ранее космическими кораблями NASA Voyager и Galileo, Пятно окружает темная область, что указывает на отсутствие облаков вокруг него. Теперь же эту область заполнили светлые аммиачные облака.

Цвет облаков меняется с высотой: синие структуры — самые верхние, под ними лежат коричневые, затем белые. Красные структуры — самые низкие. 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.

Температура верхних облаков составляет –130°С. Суточный температурный диапазон составляет 184°K — 242°K / -89°С — -31°С. Юпитер выделяет на 60% больше энергии, чем получает от Солнца. В атмосфере Юпитера замечены грозы. Атмосфера отражает 45% падающего солнечного света. Установлено также наличие ионосферы, протяженность которой по высоте — порядка 3000 км.

Зонд с АМС «Галилео» в 1995г парашютировал сквозь верхние слои атмосферы Юпитера, опустившись на 150 км вглубь атмосферы, передавая данные относительно состава и физических условий среды. Наземные наблюдения места вхождения зонда показали, что оно, по-видимому, было относительно свободно от облаков.

Этим можно объяснить, почему не было получено почти никаких подтверждений существования ожидаемых трех слоев облаков (состоящих на самых больших высотах из кристаллов аммиака, гидросульфида аммония в середине, а внизу — из водяных и ледяных кристаллов). Скорость ветра, достигающая 530 км/час, оказалась даже больше, чем ожидалось.

В то же время содержание гелия составило только около половины ожидаемого. Вероятное объяснение этого явления — увеличение концентрации гелия к центру планеты.

В 1997г космический телескоп Hubble впервые обнаружил Большое Темное пятно возле северного полюса планеты. В конце 2000г зонд Cassini с 1 октября по 15 декабря фотографировал пятно во всех подробностях с помощью УФ-камеры. В течение 11 недель это пятно росло в размерах, закручивалось, темнело и меняло форму.

Потом, когда зонд Cassini стал удаляться от Юпитера, пятно стало бледнеть. По мнению специалистов, Темное пятно на Юпитере может быть относительно кратковременным «облачным» явлением, поэтому телескоп Hubble и видел его лишь однажды.

И если бы Cassini пролетал мимо Юпитера на месяц или два позже, то он, может быть, не увидел бы никакого пятна. Есть и другое мнение. Возможно, темное пятно является каким-то побочным эффектом полярных сияний на Юпитере.

Там они в сотни и тысячи раз ярче, чем на Земле, ведь магнитное поле Юпитера намного сильнее земного, а сам Юпитер является мощным источником электронов и ионов (для земных полярных сияний заряженные частицы поставляет Солнце).

Кольца

1979 году во время прохождения мимо планеты космического аппарата Вояджер-1 на Юпитере были обнаружены кольца, однако, их происхождение оставалось загадкой.

Позднее космическим аппаратом Галилей, который находился на орбите вокруг Юпитера с 1995 по 2003 годы, были получены данные о том, что эти кольца возникли в результате столкновения метеорных тел с небольшими спутниками Юпитера.

Например, небольшое метеорное тело, ударившись в крошечную Адрастею, вонзится в нее и испарится, в результате чего большие количества грязи и пыли будут выброшены на орбиту вокруг Юпитера.

На рисунке показано затмение Солнца Юпитером, так, как оно наблюдалось с космического аппарата Галилей. Маленькие пылевые частицы в высоких слоях атмосферы Юпитера, а также частицы пыли, которые входят в состав колец, видны в отраженном солнечном свете

Магнитное поле

Радиоизлучение Юпитера, обнаруженное в 1955г, послужило первым признаком наличия у него сильного магнитного поля, которое в 4000 раз сильнее земного и простилается на 650 миллионов километров (за орбиту Сатурна!).

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)°. Юпитер обладает обширной магнитосферой, которая подобна земной, но увеличена примерно в 100 раз. Закручивание электронов вокруг силовых линий порождает радиоизлучение, причем задержанные около планеты электроны дают синхротронное излучение в диапазоне дециметровых волн.

Декаметровое излучение, наблюдаемое только от некоторых областей планеты, связано с взаимодействием ионосферы Юпитера со спутником Ио, орбита которого проходит внутри огромного плазменного тора. Это взаимодействие порождает также полярные сияния.

Обнаруженное «Вояджерами» излучение в километровых длинах волн возникает в высоких широтах планеты и в плазменном торе. Зонд обнаружил также интенсивный радиационный пояс.

Наблюдая 18 декабря 2000 года в течение 10 часов, удалось обнаружить пульсирующий источник рентгеновского излучения в полярных районах верхних слоев атмосферы Юпитера с помощью оборудования орбитального телескопа «Chandra». Вспыхивает наподобие маяка каждый 45 минут.

Никакие из существующих ныне теорий не могут объяснить ни природу возникновения излучения, ни его пульсирующий характер.

Открыты таинственные следы, оставляемые ближайшим к Юпитеру крупным спутником Ио, в ионосфере планеты — в области, расположенной над атмосферой, в которой и образуются полярные сияния.

Удалось также обнаружить, что два других галилеевых спутника — Ганимед и Европа — также оставляют подобные «магнитные следы» овальной формы, хотя и меньшие по интенсивности. О том, что Ио, знаменитый своей исключительной вулканической активностью, оставляет подобные следы, ученым было известно и ранее. Удивительным оказалось то, что такие же следы оставляют и два других спутника, на которых вулканической деятельности не зафиксировано. Вопрос о том, «чертит» ли в магнитосфере Юпитера и свой след последний из крупных спутников планеты — Каллисто — останется, по всей видимости, загадкой еще на многие годы.

Спутники

Первые четыре спутника (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) были открыты Г. Галилеем еще в 1610г. Это открытие послужило мощным толчком к утверждению гелиоцентрической системы мира Коперника, явившись яркой моделью этой системы. После пролета «Вояджеров» к 1980г стало известно шестнадцать естественных спутников, вращающихся вокруг Юпитера. Они разделяются на четыре группы.

По круговым орбитам в экваториальной плоскости движутся четыре маленьких внутренних спутника (Метида, Адрастея, Амальтея и Теба) и четыре больших галилеевых спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Третья группа (Леда, Гималия, Лиситея и Элара) — маленькие спутники на круговых орбитах, наклоненных под углом 25° — 29° к экваториальной плоскости и лежащих на расстоянии 11 — 12 млн.

км от Юпитера. Внешняя группа (Ананке, Карме, Пасифе и Синопе — названы по именам возлюбленных Юпитера) — маленькие спутники с обратным движением по орбитам. Эти орбиты являются относительно вытянутыми эллипсами с существенным наклонением к экваториальной плоскости и лежат на расстоянии 21 — 24 млн. км от Юпитера. Полагают, что это захваченные планетой астероиды.

Четыре галилеевых спутника и их движения по орбите можно легко увидеть в маленький телескоп или бинокль. К концу 2000 года было открыто 10 небольших спутников и общее количество спутников Юпитера стало 28. В конце ноября — начале декабря 2000 года профессором Дэвидом Джевиттом (David Jewitt) и аспирантом С. Шеппардом (S.

Sheppard) из Гавайского университета, которые вели наблюдения с помощью камеры 2,2-метрового телескопа на горе Мауна Кеа и открыли 10 спутников. Девять лун находятся на расстоянии 21-24млн. км от планеты и вращаются в обратном направлении по вытянутым эллиптическим орбитам с наклонением от 15о до 30о , а одна на удалении 13млн. км и вращается в прямом направлении.

Эта же команда в 2001-2003гг (к 1 июня 2003г) довела общее число открытых спутников до 61. Это небольшие луны до 4 км в диаметре, по видимому захваченные Юпитером уже позже.

Галилеевы спутники
ИОЕВРОПАГАНИМЕДКАЛЛИСТО
ГалилеевскиеМасса (1020 кг)Радиус (км)Плотность (кг/м3 )Радиус орбиты (103 км)Орбитальный период (дней)Наклон орбитыЕксцентри-ситет
1

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-407523.html

Планеты-гиганты

по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

ЮпитерСатурнУранНептун

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…

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.

Нептун

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 Уран, 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.



Николай Курдяпин, kosmoved.ru 

  или расскажите друзьям:  Про Нептун опечатка. «Нептун, как и САТУРН, является ледяной планетой-гигантом.» Второй ледяной гигант — это Уран. Исправьте, пожалуйста =)

Источник: https://kosmoved.ru/planety-giganty.shtml

Доклад Планеты гиганты 5, 11 класс сообщение

по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

Газовые планеты Солнечной системы и их особенности.

Планеты в Солнечной системе возникли не сразу. Это случилось примерно 4,6 миллиарда лет назад.

Они сформировались из материала, оставшегося после рождения Солнца: вокруг него вращался диск из газа (водород и гелий) и частичек камня, железа и льда. Из сгустков этих частиц в результате сил тяготения и сформировались 4 твердые планеты.

А чуть дальше из газа и пыли были образованы газовые гиганты, вот о них и пойдет речь. В чем их отличие? И какая особенность у каждой из планет?

1) Юпитер.

Самая крупная планета в Солнечной системе, в 1000 раз больше Земли. В состав Юпитера входит водород и гелий. Водород – это своего рода горючее для звезд. Так вот, будь Юпитер еще больше, раз так в 80, то он превратился бы в звезду. Еще у Юпитера очень мощное притяжение. Мало того, что он имеет 63 спутника, так еще и большую часть астероидов, летящих в нашу сторону, Юпитер тянет на себя.

2) Сатурн.

Известность планета получила, прежде всего, благодаря своим кольцам. У остальных газовых гигантов они тоже есть, но не настолько красивые, как у Сатурна. Невооруженным глазом колец не видно.

Второе, чем интересен Сатурн – это его спутник, Титан. Возможно, там существуют формы жизни, ведь на Титане есть атмосфера. Еще один факт – Сатурн является самой легкой планетой Солнечной системы.

Есть поместить планету в океан, то она не потонет.

3) Уран.

Долгое время никто не мог найти его или признать планетой. Первый, кто нашел Уран – это Джон Флемстид. Случилось в 1690 году, но астроном принял планету за звезду.

В 1781 году Уильям Гершель рассмотрел Уран в телескоп и счел его за комету. Позже, изучив записи других астрономов, Гершель заключил, что Уран – это планета. В Уране льда больше, чем газа.

Уран вращается вокруг Солнца, лежа на боку.

4) Нептун.

Данную планету обнаружил немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле в 1846 году. Один год на Нептуне – это 164 земных года. На планете дуют очень сильные ветры. Скорость ветра составляет 2000 км/ч. Такая скорость у самого быстрого реактивного самолета.

Доклад №2

В нашей Вселенной есть несколько планет чрезвычайно большого размера, имеющих сходные физические свойства и получивших название «планеты-гиганты». Их также именуют внешними планетами из-за нахождения за  границей пояса астероидов (области космического пространства, расположенной между Юпитером и Марсом). В нашей Солнечной системе есть 4 планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все они  имеют огромные размеры и массы, в тысячи раз превышая данные характеристики других небесных тел. Например, Нептун имеет 17 масс Земли, а Юпитер — 318.

Количество вращений гигантов вокруг своих осей также в несколько раз выше числа оборотов других планет. При этом следует отметить, что полярные районы  планет-гигантов вращаются медленнее, чем их экваториальные зоны. В связи с чрезвычайно быстрым вращением гиганты  сильно сжимаются, о чем свидетельствуют многочисленные наблюдения ученых.

Из-за большой удаленности от центральной звезды Солнечной системы на планетах-гигантах всегда отмечаются низкие температуры, независимо от времени года.

Интересной особенностью данных планет является своеобразная смена сезонов или их полное отсутствие в зависимости от  угла наклона оси планеты к плоскости орбиты: чем ближе угол к 90 градусам, тем меньше различий при смене сезонов, при перпендикулярном положении смена полностью отсутствует.

Вокруг всех гигантов вращается большое число спутников: у Юпитера их обнаружено 79, Сатурна — 62, Урана — 27, у Нептуна – 17. Также всем планетам присущи кольца.

Гиганты имеют интересную особенность: у всех наблюдается газовое строение. При этом отмечается наличие мощных атмосфер, не дающих изучить вещество, которое находится под газовым облаком, а также внешним планетам присуща более низкая средняя плотность, близкая к средней солнечной. По химическому составу гиганты кардинально отличаются от планет, имеющих литосферу.

Все гиганты обладают сильным магнитным полем, что связано, по мнению ученых, с чрезвычайно быстрым вращением материи экваториальных областей гигантов, которая проводит ток. В связи с этой особенностью каждый гигант обладает радиационными поясами, которые представляют собой заряженные частицы, движущиеся вокруг гиганта и растространяющиеся на млн км.

Также помимо выделенных четырех планет учеными выдвигаются гипотезы о существовании других планет-гигантов: так называемой девятой планеты, Тюхе и «планет Х». Однако большинство их предложенных теорий ненаучны и безосновательны.

Вариант №3

Планетами-гигантами – это тела в Солнечной системе, получившие такое название из-за своих размеров. Ими являются четыре планеты Сатурн, Юпитер, Уран, Нептун. Данные планеты имеют общие черты, которые позволяют их выделить в одну группу. Пояс астероидов разделяет обычные планеты от планет-гигантов, которые находятся за ним.

Планеты-гиганты состоят в основном из различных газов. Их объединяют большие размеры, быстрое вращение вокруг оси, низкая плотность. Все они имеют большое количество спутников (от 14 до 72) и кольца. В центре Урана и Нептуна присутствует много высокотемпературного льда.

Планеты-гиганты влияют на нашу планету, защищая ее и еще три каменных планеты от столкновения с астероидами.

Юпитер – это первая из газовых планета после пояса астероидов. И самая большая. Масса Юпитера продолжает расти за счёт того, что межпланетное вещество поглощается им. Эта планета имеет в своем составе в основном такие элементы, как гелий и водород. Юпитер поглощает энергию от Солнца в меньшем размере, чем излучает, а значит, в нем протекают ядерные реакции.

Вследствие этого, принято считать, что через определенный промежуток времени Юпитер может превратиться в звезду. В атмосфере Юпитера происходят очень мощные ураганы. На протяжении многих веков с Земли наблюдают на Юпитере Большое Красное Пятно – огромнейший атмосферный вихрь. У Юпитера имеется 79 спутников. Самый крупный спутник Солнечный системы Ганимид принадлежит Юпитеру.

После Юпитера идет планета Сатурн знаменитая своими кольцами, состоящими из частиц льда разного размера и пыли. Диаметр колец намного превосходит их толщину, поэтому при взгляде со стороны их не видно. Из всех планет Сатурн обладает самой низкой плотностью (меньше плотности воды).

У Сатурна также большое количество 62 спутника. Спутник Сатурна Титан второй по размеру среди спутников Солнечной системы. По размеру он больше Меркурия. Титан – единственный спутник, имеющий плотную атмосферу. Сатурн обращается вокруг Солнца за 29 с половиной лет.

Сатурн видим невооружённым глазом с Земли.

Уран третья по счету планета-гигант. Его атмосфера также состоит из газов и в ней также наблюдаются вихри. В недрах Урана находятся льды и горные породы. Отличительная особенность Урана – это его ось вращения.

Он совпадает с плоскостью вращения вокруг Солнца. Поэтому на Уране попеременно, продолжительностью 42 года освещается либо Северный, либо Южный полюс. Сутки на Уране длятся приблизительно семнадцать часов.

На Уране атмосфера из газа переходит в жидкость, поэтому на нем нет твёрдой поверхности. Уран – лидер по рекордно низким температурам, которые могут опускаться до -200°. При этом даже на планете Нептун, расположенной в конце Солнечной системы, теплее.

Скорость ветра на Уране больше 200 м/с. Планета Уран больше Земли, но сила тяжести на ней меньше. У Урана обнаружены 27 спутников.

Нептун – планета, находящаяся на окраине нашей Солнечной системы. Она дальше всех остальных расположена от Солнца. Нептун нельзя увидеть невооружённым глазом. Он был открыт не путем зрительного наблюдения в телескоп, а через математические вычисления.

Нептун по размеру меньше Урана, но при этом более массивный и плотный. Эта планета-гигант излучает много внутреннего тепла. На Нептуне дуют ветры со сверхзвуковыми скоростями обратном направлении по отношению к вращению планеты вокруг оси. Эти ветры появляются благодаря внутренне энергии планеты.

У Нептуна открыто в настоящее время 14 спутников.

5 класс, 11 класс

Популярные темы сообщений

  • СтегозаврСтегозавр считается представителем семейства позднеюрских травоядных динозавров, существовавших 155- 145 миллионов лет назад. Данный вид ящеров из подразделения птицетазовых является оригинальным и известным, ведь огромные листовидные пластины
  • Бастет — Богиня Древнего Египта (все о богине)Богиня Бастет, изображаемая в виде женcкой фигуры с кошачьей головой, считалась одной из главных богинь древности. Эта всеми почитаемая богиня покровительствовала плодородию и материнству.
  • Волчье лыко — ядовитое растениеВ природе очень часто встречаются красивые, но в тоже время, ядовитые растения и цветы. К примеру, волчье лыко не стал исключением. Это достаточно ядовитый, многолетний кустарник, который относится к семейству Волчниковых. Среди дикой природы

Источник: https://more-dokladov.ru/doklad-soobshchenie/geografiya/planetyi-gigantyi-5-11-klass

Планеты-гиганты Солнечной системы

по астрономии на тему: «Планеты гиганты»

За орбитой планеты земного типа Марсом расположились так называемые «планеты-гиганты». Именно там сконцентрирован пояс из мелких космических тел – малых планет астероидов, несущих опасность нашей Земле.

К находящимся на внешней стороне астероидного пояса относятся: Сатурн, Уран, Юпитер и Нептун – «великаны» газового типа. Превышают многократно Марс, Венеру и Землю, но всё же не могут быть больше показателей Солнца.

Их характеристики – это весьма увлекательные вещи, вызывающие интерес не только у учёных, но и просто любознательных людей.

Расположился этот объект в пяти планетах от светила, самый крупный в нашей системе. Вес превышает в 318 раз наш, то есть Земли. Радиус гиганта равняется 69912 км, что в 19 раз превышает земные показатели, меньше диаметра Солнца в десять крат. Количество суток в году равно 4333 на Земле, то есть, почти 12 лет. В одних юпитерских сутках десять часов.

Планета Юпитер

Полный состав планеты-гиганта Солнечной системы полностью до сих пор не изучен учёными. Известно, что в больших количествах присутствуют газы — ксенон, элемент аргон и криптон.

Но главным образом состоит тело из водорода и газа гелия.

Этим объясняются сверхвысокие температурные показатели внутри космического тела, вызывающие мощные вихри в зоне атмосферы, полосатые облака и Гигантское Красно Пятно, называемое «глаз Юпитера».

Некоторые астрономы выдвигали гипотезы о том, что Юпитер является несостоявшейся звездой и доказательством этому служит огромное количество спутников – 79 штук. Среди них крупнейшие Европа, Ио, любимцы астрономов Каллисто и Ганимед.

У последнего, радиус равен 2634 км, что на 8% больше чем весь Меркурий – малыш системы. А Ио имеет собственную атмосферу. Учёные утверждают, что структура спутников схожа с представителями земного типа.

На них наблюдаются такие явления, как действующие вулканы, нагрев внутри.

Планета Сатурн

По величине вторая по счёту планета-гигант в Солнечной системе. Состав элементов схож со светилом.

Показатели радиуса – 57350 километров, суток в одном году 10759, что для нас означает около 30 лет. Длительность суток – 10,5 часов (земных). По весу – в 95 раз больше земного.

Интересный факт: несмотря на большую массу, Сатурн представляет собой тело с наименьшей плотностью в Солнечной системе.

Окружён 62 спутниками, наибольшая величина у Титана, у которого также имеется собственная атмосфера. Ненамного меньше по размерам Мимас, Диона, Рея, Энцелад, Япет и Тефия.

Перечисленные космические тела чаще наблюдаются учёными и о них данных больше. У Энцелада и Титана астрономы выявили намёки на геологическую активность, но её нельзя сравнить с земной.

Она объясняется активным движением льдов.

Учёные не перестают изучать Энцелад, под толщей его льда расположены колоссальные запасы воды. Согласно исследованиям, положительные показатели температуры могут указывать на наличие в ней жизни.

Особое внимание уделяли кольцам Сатурна, ведь считалось, что ни у одной другой планеты-гиганта Солнечной системы нет такого явления. Состоят кольца изо льда, причём их размер может быть от пылинки до огромных фракций. В диаметре – 282000 км, а толщина минимальная – до километра. Именно по этой причине, если смотреть на Сатурн сбоку, то колец не видно.

На самом деле таким «ореолом» окружены все планеты-гиганты газового типа. Просто ещё нет таких возможностей разглядеть малозаметные кольца. Откуда они произошли до сих пор точно неизвестно, существует несколько ничем не подтверждённых гипотез.

Планета Уран

Был открыт астрономом из Англии Гершелем Уильямом, название дано в честь бога неба. Первая планета, которую обнаружили в Новое время, чем расширили устоявшееся во мнении многих пределы системы. Из-за того, что она плохо рассматривается невооружённым глазом, считалась ранее тусклой звездой.

Седьмая от Солнца и третья по величине, в радиусе 25267 км, по весу 14 масс Земли. Уникальность заключается в том, что Уран как бы лежит «на боку» – наклон оси составляет 980.

По своему вращению другие планеты-гиганты напоминают крутящийся волчок, а Уран это катящийся шар, который считают самым холодным телом – температура может достигать до -224 градусов. При этом Нептун, находящийся дальше от Солнца намного теплее.

Периодически Уран поворачивается к Солнцу то южным, то северным полюсом. Так, 42 дня сменяется 42 ночами.

Интересный факт: наблюдая за Ураном, астроном Гершель был уверен, что перед ним комета, причина – тот самый наклон.

Год равняется 30685 земным суткам, в которых чуть больше 17 часов.

Имеет 27 спутников, самые известные — это Миранда, Умбриэль, Ариэль и Титания.

В состав атмосферы входит гелий, водород, а структура – твёрдые породы и лёд. В отличие от Юпитера, здесь всё «тихо», никаких мощных вихрей и сильных ветров.

Планета Нептун

Был открыт математическим путём в сентябре 1846 года, название в честь римского бога морей Нептуна. Расчёты проводили представители обсерватории Берлина, использовавшие для открытия работы французского учёного Леверье и англичанина Джона Куча Адамса.

Восьмая от Солнца, по показателям схожа с соседом – Ураном. В радиусе – 24547, год равняется 60190 суткам (164 года на Земле), вес – 17 масс нашей планеты. К особенностям относятся сильнейшие ветра, их скорость достигает 260 метров в секунду.

Интересный факт: ошибочно принято считать, что первооткрывателем Нептуна был Галилео Галилей. Он действительно наблюдал за комическим телом в конце декабря 1612 года и в конце января 1613 года, но решил, что это неподвижная звезда, прикованная к орбите Юпитера.

Имеет 14 спутников, самые известные Нереида, Протей и Тритон, обладающий атмосферой. На Тритоне также наблюдаются гейзеры с жидким азотом и геологическая активность.
Интересный факт: среди других спутников единственный, что движется в обратном от них направлении.

Интересные гипотезы

Ведущие астрономы мира в 2011 году провели ряд исследований и построили модель формирования нашей Солнечной системы. Оказывается, по гипотетической теории, примерно 600 миллионов лет назад существовала ещё одна планета «великан», параметры которой были схожи с Ураном.

Планеты-гиганты мигрировали, и она или была выброшена за пределы системы, или оказалась на самой удалённой точке от Солнца. Таким образом, освободились места для новых участников системы и такие, как Земля, Меркурий, Марс, Венера, Плутон смогли обойти столкновения между собой.

Её символически назвали планетой «Х», Тюхе, расположенной в облаке с названием Оорта.

Согласно расчётам учёных астрономов, благодаря существованию больших космических тел, земной тип защищён от комет, астероидов и метеоритов. И если бы их не было, то вряд ли наша планета смогла устоять перед «атакой» агрессивных космических тел, коих было бы в сотни раз больше.

Солнечная система состоит из главной звезды – Солнца и восьми планет. Первые четыре – Меркурий, Венера, Марс и Земля относятся к земному типу. Далее идут газовые планеты-гиганты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Вообще, изучение астрономии и истории происхождения небесных тел – занятие весьма увлекательное. Не откладывайте, начните прямо сейчас пополнять копилку знаний!

Источник: https://CosmosPlanet.ru/solnechnayasistema/planety-giganty-solnechnoj-sistemy.html

Refy-free
Добавить комментарий