Care sunt caracteristicile planetelor gigantice. Materiale didactice de astronomie pe tema „planete gigantice”. Planetele sistemului solar în ordine

PREZENTARE PE TEMA: PLANETE GIGANTE a fost realizată de: Rakhmanina T.

Planetele gigantice se rotesc foarte repede în jurul axelor lor; este nevoie de mai puțin de 10 ore pentru ca uriașul Jupiter să finalizeze o revoluție. Mai mult, așa cum s-a dovedit ca urmare a observațiilor optice de la sol, zona ecuatorială a planetelor gigantice se rotește mai repede decât cele polare. Rezultatul rotației rapide este o comprimare mare a planetelor gigantice. Aceste planete sunt departe de Soare și, indiferent de natura anotimpurilor, ele sunt întotdeauna dominate de temperaturi scăzute. Pe Jupiter, nu există nicio schimbare a anotimpurilor, deoarece axa acestei planete este aproape perpendiculară pe planul orbitei sale.

Planetele gigantice se disting printr-un număr mare de sateliți; Peter are 16 dintre ele, Saturn - 17, Uranus - 16 și doar Neptun - 8. O caracteristică remarcabilă a planetelor gigantice sunt inelele care sunt deschise pe toate planetele. Cea mai importantă caracteristică a structurii planetelor gigantice este că aceste planete nu au suprafețe solide. Pe Jupiter, chiar și la telescoapele mici, sunt vizibile dungi întinse de-a lungul ecuatorului. În straturile superioare ale atmosferei de hidrogen-heliu a lui Jupiter, ca impurități, există compuși chimici, atmosfere de hidrocarburi, precum și diverși compuși care colorează detaliile atmosferei în culori roșu-maro și galben.

Sistemul de satelit al lui Jupiter seamănă cu un sistem solar în miniatură. Cei patru sateliți descoperiți de Galileo se numesc sateliți galileeni, aceștia sunt IO, Europa, Ganymede și Callisto. Amalthea, cel mai apropiat satelit de Jupiter, precum și toți sateliții îndepărtați din afara orbitelor sateliților galileeni, au o formă neregulată și seamănă în acest fel cu micile planete ale sistemului solar.

Dintre sateliții lui Saturn, de interes deosebit este Titan, care are o atmosferă. Este aproape în întregime azot. Triton este, de asemenea, remarcabil - cel mai mare satelit al lui Neptun. Diametrul lui Triton este de 2705 km. Triton are o atmosferă care este în mare parte azot. Tritonul este un corp ceresc cu gheață de silicat, pe el au fost găsite cratere, calote polare și chiar gheizere de gaz.

Inelele lui Saturn au fost primele descoperite. În secolul al XIX-lea, fizicianul englez J. Maxwell (1831-1879), care a studiat stabilitatea mișcării inelelor lui Saturn, precum și astrofizicianul rus A.A. Belopolsky (1854-1934) au demonstrat că inelele lui Saturn nu pot fi continuu. De pe Pământ, cu cele mai bune telescoape, sunt vizibile mai multe inele, separate prin goluri. Inelele sunt foarte largi: se întind peste stratul de nor al planetei pe 60 de mii de kilometri. Fiecare constă din particule și blocuri care se mișcă pe orbitele lor în jurul lui Saturn. Grosimea inelelor nu este mai mare de 1 km.

Prin urmare, atunci când Pământul, în mișcarea sa în jurul Soarelui, se găsește în planul inelelor lui Saturn, inelele încetează să mai fie vizibile: ni se pare că dispar. Este posibil ca substanța din care sunt compuse inelele să nu fi fost inclusă în compoziția planetelor și a sateliților lor mari în timpul formării acestor corpuri cerești. În 1977, inele au fost descoperite la Uranus, în 1979 - la Jupiter, în 1989 - la Neptun. Încă din 1960, cunoscutul astronom S.K.

Întrebări și sarcini: 1. Cum diferă planetele gigantice de planetele terestre în principalele lor caracteristici fizice? 2. Care este particularitatea rotației planetelor gigantice în jurul axei? 3. Care este particularitatea structurii planetelor gigantice? 4. Care sunt inelele planetelor? 5. De ce uneori inelele lui Saturn nu sunt vizibile nici măcar la telescoapele mari? 6. Ce știi despre Jupiter și Saturn?

Vă mulțumim pentru atenție!!!

Conceptul de planete gigantice înseamnă 4 planete ale sistemului solar: Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun. Principalele diferențe dintre planetele gigantice și alte planete ale sistemului solar sunt:

  • a) planete mari
  • b) mase mari de planete
  • c) rotire rapidă în jurul axelor sale
  • d) compresie mare - rezultatul rotației rapide
  • e) un număr mare de sateliți
  • f) prezenţa inelelor
  • g) densitate redusă
  • h) abundenta de hidrogen

Caracteristicile structurii planetelor gigantice

O serie de caracteristici ale planetelor gigantice includ:

  • a) aceste planete nu au suprafețe solide
  • b) existenţa unor câmpuri magnetice semnificative ale acestor planete
  • c) prezenţa centurilor de radiaţii
  • d) în ciuda faptului că la suprafață predomină temperaturile scăzute, temperatura din interiorul planetelor este destul de ridicată (poate atinge câteva zeci de mii de kelvin)

planete gigantice

Jupiter este cea mai mare planetă din sistemul solar. Masa sa este de 318 ori mai mare decât cea a pământului și este de aproximativ 1/1050 din masa Soarelui. Raza ecuatorială a lui Jupiter este de 71.400 km (11,2 ori mai mare decât cea a pământului). Raza polară este de 66900 km, adică. compresie planetară = 1/16.

Accelerația gravitațională este de aproximativ 2500 cm/sec 2 . Densitatea medie este de 1,3 g/cm3.

Suprafața vizibilă a lui Jupiter este o acoperire de nor. Cele mai vizibile benzi roșiatice închise sunt alungite paralel cu ecuatorul. Golurile de lumină dintre ele se numesc zone.

Structura în dungi a discului lui Jupiter este o consecință a direcției vântului predominant zonal (adică, orientat de-a lungul paralelelor) în atmosfera lui Jupiter. Mecanismul care conduce circulația generală pe Jupiter este același ca pe Pământ.

Pe Jupiter se pot forma cicloni. Ciclonii mari pot fi foarte stabili (durata de viata pana la 10 5 ani). Probabil că Marea Pată Roșie este un exemplu de astfel de ciclon.

Observațiile spectroscopice au stabilit prezența hidrogenului molecular H 2 , heliului He , metanului CH 4 , amoniacului NH 3 , etanului C 2 H 6 , acetilenei C 2 H 2 și vaporilor de apă H 2 O în atmosfera lui Jupiter. atmosfera (și întreaga planetă în ansamblu) nu diferă de soare.

Presiunea totală la limita superioară a stratului de nor este de aproximativ 1 atm. Stratul de nor are o structură complexă. Nivelul superior este format din cristale de NH 3, nori de cristale de gheață și picături de apă ar trebui să fie situate dedesubt.

Radiația totală a lui Jupiter este de 2,9 ori mai mare decât energia primită de la Soare, iar cea mai mare parte a energiei pe care o radiază se datorează unei surse interne de căldură. În acest sens, Jupiter este mai aproape de stele decât de planetele terestre.

Prezența unui flux intern de căldură mare înseamnă că temperatura crește destul de rapid cu adâncimea.

Calculele structurii interne arată că atmosfera lui Jupiter este foarte adâncă, iar cea mai mare parte a planetei este în fază lichidă. În acest caz, hidrogenul este într-o stare degenerată sau metalică (electronii sunt separați de protoni). În atmosferă, hidrogenul și heliul nu sunt în stare gazoasă, ci în stare supercritică. În chiar centrul planetei, poate exista un nucleu solid de elemente grele.

Jupiter este una dintre cele mai puternice surse cosmice de emisie radio în intervalul decametrului. Are un caracter sporadic, adică. constă în explozii individuale de intensitate variabilă. Natura emisiilor radio sporadice nu este încă dezvăluită.

Jupiter, ca și Pământul, are centuri de radiații, dar densitatea și energia electronilor, precum și puterea câmpului magnetic din centurile lui Jupiter sunt mai mari. Intensitatea câmpului magnetic în apropierea suprafeței ajunge la aproximativ 10 Oe. Raza magnetosferei este de aproximativ 100 de raze ale planetei.

Jupiter are 13 luni care se rotesc în jurul lui. Patru dintre ele au fost descoperite de Galileo - acestea sunt Io, Europa, Ganimede și Callisto. Au aproximativ aceeași dimensiune ca și luna. Sateliții galileeni se rotesc în jurul axei sincron cu mișcarea în jurul lui Jupiter și se confruntă cu ea tot timpul cu o parte. Al cincilea satelit (Amalthea) a fost descoperit de Barnard în 1892. Toți ceilalți sateliți au fost descoperiți în secolul al XX-lea din observații fotografice.

Saturn situat de aproximativ două ori mai departe de Soare decât Jupiter și orbitează în jurul Soarelui în 29,5 ani. Raza ecuatorială a lui Saturn este de 60400 km, masa este de 95 de ori mai mare decât cea a pământului, accelerația gravitației la ecuator este de 1100 cm/s 2 . Saturn are o compresie a discului vizibilă egală cu 1/10, adică. mai mult decât Jupiter.

Perioada de rotație la ecuator este de 10 h 14 m și, ca și cea a lui Jupiter, crește odată cu creșterea latitudinii.

Pe discul lui Saturn se pot distinge și dungi, zone și alte formațiuni mai subtile, dar contrastul detaliilor este mult mai mic decât cel al lui Jupiter.

Studiile spectroscopice au găsit în atmosfera lui Saturn H 2 , CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H 6 . Compoziția elementară, aparent, nu diferă de cea solară, adică. Planeta este formată din hidrogen și heliu în proporție de 99%. Adâncimea atmosferei (hidrogen și heliu - în stare supercritică) poate atinge jumătate din raza planetei.

Observațiile în infraroșu arată temperatura lui Saturn la aproximativ 95 0 K. Ca și în cazul lui Jupiter, mai mult de jumătate din energia radiată se datorează fluxului de căldură internă.

Inelele lui Saturn au fost văzute pentru prima dată de Galileo în 1610, dar Galileo nu a reușit să stabilească forma reală a formațiunii pe care a găsit-o. Acest lucru a fost făcut în 1655 de către Huygens, care a descoperit că este un inel plat, concentric cu corpul planetei, dar nu adiacent acestuia.

Inelul este format din trei inele concentrice, care, ca și ecuatorul planetei, sunt înclinate față de planul orbitei la un unghi de 26 0 45 ". Inelul exterior A este separat de inelul mijlociu B printr-un gol ascuțit întunecat. numit gap Cassini.Inelul din mijloc este cel mai strălucitor.Inelul interior C, întunecat și translucid, se numește inel creponat.

Motivul pentru care Saturn la o distanță de aproximativ 10 5 km are un inel, și nu un satelit, este forța mareelor. Dacă satelitul s-ar fi format la o asemenea distanță, atunci ar fi fost sfâșiat de acțiunea forței mareelor ​​în fragmente mici. În timpul formării planetelor gigantice, în jurul lor au apărut nori turtiți de materie protoplanetară, din care s-au format ulterior sateliții. În zona inelelor, forța mareelor ​​a împiedicat formarea satelitului. Astfel, inelele lui Saturn sunt probabil rămășițele materiei preplanetare. Inelele sunt formate dintr-un număr mare de particule care orbitează independent planeta pe orbite kepleriene.

Saturn are 10 luni cunoscute: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Hyperion, Iapetus, Phoebe, Janus. Titan este singura lună din sistemul solar care are atmosferă. Toți sateliții, cu excepția lui Phoebe, se învârt în jurul planetei în direcția înainte.

Uranus vizibil doar printr-un telescop și arată ca un mic disc verzui. Semi-axa majoră a orbitei planetei este de aproximativ 19,2 UA, iar perioada de revoluție în jurul Soarelui este de 84 de ani. Masa lui Uranus este de 14,6 ori mai mare decât cea a pământului, raza este de 24800 km. Uranus are o contracție vizibilă (1/14).

Detaliile de pe discul lui Uranus nu se disting clar, dar se observă fluctuații periodice de luminozitate. Din aceste fluctuații și din efectul Doppler s-a determinat perioada de revoluție în jurul axei de 10 h 49 m. S-a putut stabili și direcția axei de rotație a planetei și s-a dovedit că ecuatorul lui Uranus este înclinat. la planul orbitei sale cu 82 0, iar sensul de rotație este opus.

Densitatea medie a lui Uranus este de 1,6 g/cm 3 . Această planetă conține mai multe elemente grele decât Jupiter și Saturn.

Uranus are 5 luni: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, Miranda. Planurile orbitelor lor sunt aproape perpendiculare pe planul orbitei planetei și se mișcă în direcția de rotație a acesteia.

Raza liniară Neptun egal cu 25050 km, masa - 17,2 mase ale Pământului. Semi-axa majoră a orbitei planetei este de aproximativ 30,1 UA, iar perioada de revoluție în jurul Soarelui este de aproape 165 de ani. Perioada de rotație a fost determinată spectroscopic și este de 15,8 ore plus/minus 1 oră.

Sensul de rotație este direct. Ca rezultat al observațiilor spectroscopice, în spectrele lui Neptun au fost găsite hidrogen și metan. Densitatea medie a lui Neptun este de 1,6 g/cm3.

Neptun are două luni: Triton și Nereida. Triton este unul dintre cei mai mari sateliți din sistemul solar (raza sa este de 2000 km) și se mișcă în jurul planetei în direcția opusă

La Saturn 17 sateliți și un inel, sau mai degrabă un întreg sistem de inele. Raza inelului exterior depășește 900.000 km, în timp ce grosimea nu este mai mare de 4 km. Un model al inelului lui Saturn poate fi un disc cu un diametru de 250 m și o grosime de doar 1 mm! De ce acest sistem de particule există încă în această formă nu este încă cunoscut. Ca și lunile lui Jupiter, lunile lui Saturn sunt fiecare interesantă și misterioasă în felul lor. Deci suprafața Tethysului este destul de ușoară și acoperită cu cratere, iar unul dintre ele are un diametru de 400 km. Un crater mare de aceeași dimensiune a fost găsit pe Mimas. Enceladus este comparat cu o picătură uriașă de apă înghețată în spațiu, pe o parte a căreia, îndreptată spre Saturn, sunt vizibile numeroase șanțuri curbate, în timp ce pe partea opusă sunt numeroase cratere de meteoriți. De mare interes este cel mai mare satelit al lui Saturn - Titan, singurul satelit din sistemul solar, înconjurat de o atmosferă densă. Constă în principal din azot (85%) și argon (aproximativ 12%), deși mai recent s-a presupus că componentele sale principale sunt metanul și amoniacul. Al optulea satelit al lui Saturn, Iapet, este interesant în felul său: partea din spate este de aproximativ 10 ori mai strălucitoare decât cea din față, îndreptată spre planetă (apropo, toți sateliții acestei și altor planete, cum ar fi luna, se confruntă cu planetă cu aceeași parte).

Pentru grup planete giganți include: Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun.

Toate acestea planete(și mai ales Jupiter) au dimensiuni și mase mari. De exemplu, Jupiter depășește Pământul de aproape 1320 de ori în volum și de 318 ori în masă.

planete gigantice se rotesc foarte repede în jurul axelor lor; este nevoie de mai puțin de 10 ore pentru ca imensul Jupiter să finalizeze o revoluție. Mai mult, zonele ecuatoriale planete- giganți se rotesc mai repede decât cele polare, adică atunci când vitezele liniare ale punctelor sunt maxime în deplasarea lor în jurul axei, vitezele unghiulare sunt de asemenea maxime. Rezultatul unei rotiri rapide este o strângere mare planete- giganți (observabil prin observație vizuală). Diferența dintre razele ecuatoriale și cele polare ale Pământului este de 21 km, iar pentru Jupiter este de 4400 km.

planete gigantice sunt departe de soare, și indiferent de natura schimbării anotimpurilor, acestea sunt întotdeauna dominate de temperaturi scăzute. Pe Jupiter nu există nicio schimbare de anotimpuri, din moment ce axa acesteia planete aproape perpendicular pe planul orbitei sale. Există o schimbare ciudată a anotimpurilor și planetă Uranus, din moment ce axa acestuia planeteînclinat faţă de planul orbital la un unghi de 8°.

planete gigantice au un număr mare de sateliți; Până la jumătatea anului 2001, Jupiter avea deja 28 dintre ele, Saturn - 30, Uranus - 21 și doar Neptun - 8. Caracteristică remarcabilă planete- giganți - inele care sunt deschise nu numai pentru Saturn, ci și pentru Jupiter, Uranus și Neptun.

Cea mai importantă caracteristică structurală planete- giganți lucru este aceste planete nu au suprafete dure Caracteristici. Această reprezentare este de acord cu densitățile medii scăzute planete- giganți , compoziția lor chimică (ele constau în principal din elemente ușoare - hidrogen și heliu), rotație zonală rapidă și alte câteva date. În consecință, tot ceea ce poate fi văzut pe Jupiter și Saturn (pe mai îndepărtate planete detaliile nu sunt vizibile deloc) apare în atmosferele extinse ale acestora planete. Pe Jupiter, chiar și la telescoapele mici, sunt vizibile dungi întinse de-a lungul ecuatorului. În straturile superioare ale atmosferei hidrogen-heliu din Jupiter, se găsesc compuși chimici (de exemplu, metan și amoniac), hidrocarburi (etan, acetilenă), precum și diferiți compuși (inclusiv cei care conțin fosfor și sulf) sub formă de impurități, colorând detaliile atmosferei în culori roșu-maro și galben. Astfel, în funcție de compoziția sa chimică planete gigantice diferă puternic de planete grup de pământ. Această diferență este legată de procesul de formare planetar sisteme.

Fotografiile transmise de la navele spațiale americane „Pioneer” și „Voyager” arată clar că gazul din atmosfera lui Jupiter este implicat într-o mișcare complexă, care este însoțită de formarea și dezintegrarea vortexurilor. Se presupune că Marea Pată Roșie observată pe Jupiter timp de aproximativ 300 de ani (un oval cu semi-axe de 15 și 5 mii km) este și un vârtej imens și foarte stabil. Fluxuri de gaz în mișcare și puncte stabile sunt, de asemenea, vizibile în imaginile lui Saturn transmise de stațiile interplanetare automate.

Voyager 2 a făcut posibilă și vizualizarea detaliilor atmosferei lui Neptun.

Substanță sub stratul de nor planete- giganți , inaccesibil observarii directe. Proprietățile sale pot fi judecate după câteva date suplimentare. De exemplu, se presupune că în intestine planete- giganți substanța trebuie să fie la o temperatură ridicată. Cum s-a ajuns la o asemenea concluzie? În primul rând, știind distanța dintre Jupiter și Soare, am calculat cantitatea de căldură pe care o primește Jupiter de la acesta. În al doilea rând, am determinat reflectivitatea atmosferei, ceea ce a făcut posibil să aflăm câtă energie solară planetă se reflectă în spațiul cosmic. În cele din urmă, am calculat temperatura pe care ar trebui să o aibă planetă la o distanţă cunoscută de Soare. S-a dovedit a fi aproape de -160 C. Dar temperatura planete poate fi determinată direct prin examinarea radiației sale infraroșii folosind echipamente sau instrumente de la sol instalate la bordul AMS. Astfel de măsurători au arătat că temperatura lui Jupiter este aproape de -130 C, adică mai mare decât cea calculată. În consecință, Jupiter radiază de aproape 2 ori mai multă energie decât primește de la Soare. Aceasta a condus la concluzia că planetă are propria sa sursă de energie.

Totalitatea tuturor informațiilor disponibile despre planete gigantice face posibilă construirea de modele ale structurii interne a acestor corpuri cerești, adică să calculeze care sunt densitatea, presiunea și temperatura în interiorul lor. De exemplu, temperatura din apropierea centrului lui Jupiter atinge câteva zeci de mii de Kelvin.

Spre deosebire de planete grup terestre, care au crusta, mantaua si miezul, pe Jupiter, hidrogenul gazos, care face parte din atmosfera, trece intr-un lichid, iar apoi intr-o faza solida (metalica). Apariția unor astfel de stări neobișnuite de agregare a hidrogenului (în acest din urmă caz, devine un conductor de electricitate) este asociată cu o creștere bruscă a presiunii pe măsură ce aceasta se scufundă în adâncime. Deci, la o adâncime ceva mai mare de 0,9 din rază planete, presiunea ajunge la 40 de milioane de atmosfere.

Este posibil ca odată cu rotația rapidă a substanței conductoare situate în regiunile centrale planete- giganți , existența unor câmpuri magnetice semnificative ale acestora planete. Câmpul magnetic al lui Jupiter este deosebit de puternic. Este de multe ori mai mare decât câmpul magnetic al Pământului, iar polaritatea lui este inversată față de cea a Pământului (lângă Pământ, lângă polul geografic nord, există unul magnetic sud). Un câmp magnetic planete captează particulele încărcate care zboară de la Soare (ioni, protoni, electroni etc.), care se formează în jurul planete centuri de particule de înaltă energie numite centuri de radiații. Asemenea curele de toate planete grupul terestru are numai al nostru planete. Centura de radiații a lui Jupiter se extinde până la 2,5 milioane km. Este de zeci de mii de ori mai intens decât pământul. Particulele încărcate electric care se mișcă în centura de radiații a lui Jupiter emit unde radio în intervalul de lungimi de undă decimetru și decametru. Ca și pe Pământ, pe Jupiter există aurore asociate cu patrunderea particulelor încărcate din centurile de radiații în atmosferă, precum și descărcări electrice puternice în atmosferă (furtuni).

1. Folosind cărți de referință, completați tabelul cu principalele caracteristici fizice ale planetelor gigantice.

80% H, 19% He, 1% CH4

Numărul de sateliți

Numele celor mai mari sateliți

Io, Europa, Ganymede, Callisto, Amalthea

Titan, Rhea, Iapet, Dione, Tethys

Ariel, Oberon, Umbriel, Desdemona, Julieta

Triton, Nereid, Proteus, Larissa, Thalassa

După ce completați tabelul, trageți concluzii și indicați asemănările și diferențele dintre planetele gigantice.

Concluzii: Acestea sunt corpuri gazoase cu atmosfere puternice extinse, se rotesc rapid în jurul axelor lor, au mulți sateliți și toți au inele. Planetele gigantice nu au suprafețe solide, nici lichide. Principalele componente ale tuturor planetelor gigantice sunt heliul și hidrogenul.

2. Faceți o comparație calitativă a proprietăților planetelor terestre și ale planetelor gigantice. În acest caz, folosiți cuvintele: „înalt”, „jos”, „mare”, etc. În concluzie, indicați diferența fundamentală dintre planetele terestre și planetele gigantice.

Concluzie: Planetele terestre au mase și dimensiuni mult mai mici, dar densitate mai mare, nu au inele. Sunt mai aproape de Soare și se mișcă mai repede pe orbite, dar se rotesc mai încet în jurul axei lor și sunt mai puțin comprimate la poli. De asemenea, au mult mai puțini sateliți.

3. Completați propozițiile:

O caracteristică a rotației planetelor gigantice în jurul axei este că acestea se rotescstraturi: stratul planetei de lângă ecuator se rotește mai repede decât alte straturi .

Prezența atmosferelor dense și extinse în Jupiter și Saturn se explică prin faptul că în timpul formării au atins rapid o astfel de masă pentru a reține mai mult.hidrogen.

Luna lui Saturn, Titan, are o atmosferă groasă formată în mare parte dinazot .

Planetele gigantice au o densitate medie scăzută datorită faptului că atmosferele lor sunt în mare partehidrogen-heliu compus.

Existența inelelor a fost găsită pe următoarele planete gigantice:Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun .

Jupiter radiază mult mai multă energie termică decât primește de la Soare. Motivul pentru aceasta poate fi considerat o compresie treptată a planetei( diferențierea gravitațională a intestinelor - coborârea în centrul planetei a substanțelor mai grele)Și procesul de dezintegrare radioactivă în intestinele sale .

4. Perioada sideral de rotație a lui Saturn în jurul Soarelui T = 29,5 ani. Care este distanța medie de la Saturn la Soare?

5. Cum vor arăta inelele lui Saturn pentru un observator situat la ecuator și la polii lui Saturn?

6. Completați propozițiile referitoare la structura internă a planetelor gigantice.

Planetele Jupiter și Saturn dintre nucleul central și atmosfera extinsă auteaca cu proprietati metalice .

Planetele gigantice, ca Pământul, aucamp magnetic , a cărei intensitate în Jupiter este de 12 ori mai mare decât cea a Pământului; la Saturn este aproape de pământ;
Uranus este aproximativ egal cu pământul; Neptun are de 3 ori mai puțin decât Pământul.

Aurore au fost observate pe următoarele planete gigantice:Jupiter, Saturn și Uranus .

planetele exterioare

Ca compoziție, structură și dimensiune, planetele exterioare ale sistemului solar diferă puternic de planetele interioare ale grupului terestru. Planetele exterioare au o densitate scăzută, care este determinată de compoziția lor de gaz. Mai mult, elementul principal al acestor planete sunt hidrogenul și compușii săi. Potrivit unor estimări, Jupiter conține 78% hidrogen în greutate, iar Saturn 63%. Uranus și Neptun au densități medii mai mari și probabil au o proporție mai mică de hidrogen.

Spectrele atmosferelor extinse ale planetelor exterioare arată benzi puternice de metan, precum și benzi de hidrogen molecular. În plus, în spectrele lui Jupiter și Saturn sunt observate benzi slabe de amoniac. Cu toate acestea, pe Uranus și Neptun, amoniacul este în stare înghețată, deoarece temperatura suprafeței acestor planete este foarte scăzută, de ordinul a -210 ° C. La astfel de temperaturi, majoritatea gazelor trec în stare lichidă și solidă. Conform unor date indirecte, se poate presupune că compoziția planetelor exterioare conține mult heliu.

Astfel, marile planete exterioare ale sistemului solar în compoziția lor elementară atomică sunt în multe privințe apropiate de compoziția Soarelui. Sunt compuse în principal din componente ușoare - H, He, CH 4, NH3, H2 O. Conservarea acestor substanțe în compoziția planetelor mari este asociată cu valorile ridicate ale maselor planetelor în sine, precum și cu temperaturile scăzute ale regiunilor marginale exterioare ale nebuloasei solare, din care au provenit.

Datele prezentate mai sus ne permit să ajungem la anumiteconcluzii legate direct de originea sistemului solar.

    Planetele sistemului solar diferă prin compoziția lor chimică. Planetele interioare sunt compuse în principal din corpuri solide, în timp ce planetele exterioare sunt predominant gaze.

    Printre planetele interioare există și o diferență de compoziție - planetele cele mai apropiate de Soare sunt mai dense decât cele îndepărtate.

    Diferența de compoziție a planetelor interioare, aparent, se datorează acelorași motive ca și diferența de compoziție a meteoriților, adică planetele mai dense conțin mai multă fază de metal (fier-nichel) și mai puțin silicați. Conținutul maxim de fier este probabil tipic pentru Mercur, minimul pentru Lună, în care cea mai mare parte a fierului este în silicați.

    Diferența de compoziție a planetelor indică fracționarea chimică și fizică a elementelor în procesul de formare a sistemului solar. Fracționarea a fost determinată de diferite grade de oxidare a materiei în funcție de distanța de la Soare.

    Planetele exterioare gigantice ale sistemului solar au apărut din materie extrem de apropiată de compoziția Soarelui, iar procesele de fracționare în timpul formării lor s-au manifestat într-o mică măsură.

Planetele gigantice sunt cele mai mari corpuri din sistemul solar.

planete gigantice - cele mai mari corpuri din sistemul solar dupa soare: Jupiter, Saturn, Uranus si Neptun. Sunt situate în spatele centurii principale de asteroizi și, prin urmare, sunt numite și planete „exterioare”.
Jupiter și Saturn sunt giganți gazosi, adică sunt formați în principal din gaze care sunt în stare solidă: hidrogen și heliu.
Dar Uranus și Neptun au fost identificați ca giganți de gheață, deoarece în grosimea planetelor înseși, în loc de hidrogen metalic, există gheață la temperatură ridicată.
planete gigantice de multe ori mai mari decât Pământul, dar în comparație cu Soarele, sunt destul de mici:

Calculele computerizate au arătat că planetele gigantice joacă un rol important în protejarea planetelor terestre interioare de asteroizi și comete.
Fără aceste corpuri din sistemul solar, Pământul nostru ar fi de sute de ori mai probabil să fie lovit de asteroizi și comete!
Cum ne protejează planetele gigantice de căderea intrușilor?

Probabil ați auzit de „slalomul spațial” când stațiile automate trimise către obiecte îndepărtate din sistemul solar efectuează „manevre gravitaționale” în jurul unor planete. Ei se apropie de ei de-a lungul unei traiectorii precalculate și, folosind forța atracției lor, accelerează și mai mult, dar nu cad pe planetă, ci „trag” ca dintr-o praștie cu o viteză și mai mare decât la intrare și continuă miscarea lor. Acest lucru economisește combustibil care ar fi necesar pentru accelerare numai de către motoare.
În același mod, planetele gigantice aruncă asteroizi și comete din sistemul solar, care zboară pe lângă ele, încercând să pătrundă spre planetele interioare, inclusiv Pământul. Jupiter, împreună cu semenii săi, crește viteza unui astfel de asteroid, îl împinge de pe vechea orbită, este forțat să-și schimbe traiectoria și zboară în abisul spațiului.
Deci fără planete gigantice , viața pe Pământ ar fi probabil imposibilă din cauza bombardamentelor constante de meteoriți.

Ei bine, acum să ne familiarizăm pe scurt cu fiecare dintre planetele gigantice.

Jupiter este cea mai mare planetă gigantică

Primul în ordine de la Soare, de pe planetele gigantice, este Jupiter. Este, de asemenea, cea mai mare planetă din sistemul solar.
Uneori se spune că Jupiter este o stea eșuată. Dar pentru a începe propriul său proces de reacții nucleare, lui Jupiter îi lipsește masa și destul de mult. Deși, masa crește încet datorită absorbției materiei interplanetare - comete, meteoriți, praf și vânt solar. Una dintre opțiunile pentru dezvoltarea sistemului solar arată că, dacă acest lucru continuă, atunci Jupiter poate deveni o stea sau o pitică maro. Și atunci sistemul nostru solar va deveni un sistem stelar dublu. Apropo, sistemele stelare binare sunt un lucru comun în Cosmosul care ne înconjoară. Stelele singure, precum Soarele nostru, sunt mult mai mici.

Există calcule care arată că și acum Jupiter radiază mai multă energie decât absoarbe de la Soare. Și dacă acest lucru este adevărat, atunci reacțiile nucleare ar trebui să aibă loc deja, altfel pur și simplu nu există de unde să ia energie. Și acesta este un semn al unei stele, nu al unei planete...

Comparația dimensiunilor Pământului și Jupiter:

Această imagine arată și celebra Mare Pată Roșie, este numită și „ochiul lui Jupiter”. Acesta este un vârtej gigant care se pare că există de mai bine de o sută de ani.

În 1989, sonda spațială Galileo a fost lansată pe Jupiter. Timp de 8 ani de muncă, a făcut fotografii unice ale planetei gigantice în sine, sateliții lui Jupiter și, de asemenea, a făcut multe măsurători.Ce se întâmplă în atmosfera lui Jupiter și în măruntaiele sale - se poate doar ghici. Sonda aparatului „Galileo” a coborât în ​​atmosfera sa la 157 km, a rezistat doar 57 de minute, după care a fost zdrobită de o presiune de 23 de atmosfere. Dar, el a reușit să raporteze furtuni puternice și vânturi de uragan și a transmis, de asemenea, date despre compoziție și temperatură.Ganimede, cea mai mare lună a lui Jupiter, este și cea mai mare dintre lunile planetare din sistemul solar.Chiar la începutul cercetărilor, în 1994, Galileo a observat căderea cometei Shoemaker-Levy pe suprafața lui Jupiter și a trimis imagini ale acestei catastrofe. De pe Pământ, acest eveniment nu a putut fi observat - doar fenomene reziduale care au devenit vizibile pe măsură ce Jupiter s-a rotit.

Saturn

Urmează și corpul la fel de faimos al sistemului solar - uriașa planetă Saturn, care este cunoscută pentru inelele sale. Inelele lui Saturn sunt formate din particule de gheață cu dimensiuni variate de la particule de praf la bucăți destul de mari de gheață. Cu un diametru exterior de 282.000 de kilometri, inelele lui Saturn au o grosime de doar aproximativ UN kilometru. Prin urmare, atunci când sunt privite din lateral, inelele lui Saturn nu sunt vizibile.
Dar Saturn are și luni. Până acum au fost descoperite aproximativ 62 de luni ale lui Saturn.
Cea mai mare lună a lui Saturn este Titan, care este mai mare decât planeta Mercur! Dar, constă în mare parte din gaz înghețat, adică mai ușor decât Mercur. Dacă Titan este mutat pe orbita lui Mercur, atunci gazul de gheață se va evapora și dimensiunea lui Titan va scădea foarte mult.
Un alt satelit interesant al lui Saturn, Enceladus, atrage oamenii de știință deoarece există un ocean de apă lichidă sub suprafața lui înghețată. Și dacă da, atunci viața este posibilă în ea, pentru că acolo temperaturile sunt pozitive. Pe Enceladus au fost descoperite gheizere puternice de apă, atingând sute de kilometri înălțime!

ȘI Stația de cercetare Cassini orbitează în jurul lui Saturn din 2004. În acest timp, au fost colectate o mulțime de date despre Saturn însuși, sateliții și inelele săi.Stația automată „Huygens” a fost de asemenea aterizată pe suprafața Titanului, unul dintre sateliții lui Saturn. Aceasta a fost prima aterizare vreodată a unei sonde pe suprafața unui corp ceresc din Sistemul Solar Exterior.În ciuda dimensiunilor și masei sale semnificative, densitatea lui Saturn este de aproximativ 9,1 ori mai mică decât densitatea Pământului. Prin urmare, accelerația căderii libere la ecuator este de numai 10,44 m/s². Adică, după ce aterizam acolo, nu am simți gravitația crescută.

Uranus este un gigant de gheață

Atmosfera lui Uranus este formată din hidrogen și heliu, iar interiorul este format din gheață și roci solide. Uranus pare a fi o planetă destul de calmă, spre deosebire de violentul Jupiter, dar în atmosfera sa au fost încă văzute vârtejuri. Dacă Jupiter și Saturn sunt numiți giganți gazosi, atunci Uranus și Neptun sunt giganți de gheață, deoarece nu există hidrogen metalic în interiorul lor și, în schimb, există multă gheață în diferite stări de temperatură ridicată.
Uranus emite foarte puțină căldură internă și, prin urmare, este cea mai rece dintre planetele din sistemul solar - a înregistrat o temperatură de -224 ° C. Chiar și pe Neptun, care este mai departe de Soare, este și mai cald.
Uranus are luni, dar nu sunt foarte mari. Cel mai mare dintre ele, Titania, are mai mult de jumătate din diametrul lunii noastre.

(Nu, nu am uitat să rotesc fotografia)

Spre deosebire de alte planete ale sistemului solar, Uranus, așa cum spune, se află pe o parte - propria sa axă de rotație se află aproape în planul de rotație al lui Uranus în jurul Soarelui. Prin urmare, se întoarce spre Soare fie cu Polul Sud, fie cu Polul Nord. Adică o zi însorită la pol durează 42 de ani, iar apoi este înlocuită cu 42 de ani de „noapte polară”, timp în care polul opus este iluminat.

Această imagine a fost făcută de telescopul spațial Hubble în 2005. Sunt vizibile inelele lui Uranus, un pol sudic viu colorat și un nor luminos la latitudinile nordice.

Se pare că nu numai Saturn s-a împodobit cu inele!

Este curios că toate planetele poartă nume de zei romani. Și numai Uranus poartă numele unui zeu din mitologia greacă antică.
Accelerația căderii libere la ecuatorul lui Uranus este de 0,886 g. Adică, forța gravitației pe această planetă gigantică este chiar mai mică decât pe Pământ! Și asta în ciuda masei sale uriașe... Motivul pentru aceasta este din nou densitatea scăzută a gigantului de gheață Uranus.

Navele spațiale au zburat pe lângă Uranus, făcând fotografii pe parcurs, dar studii detaliate nu au fost încă efectuate. Adevărat, NASA plănuiește să trimită o stație de cercetare la Uranus în anii 2020. Agenția Spațială Europeană are și planuri.

Neptun

Neptun este cea mai îndepărtată planetă din sistemul solar, după ce Pluto a fost „retrogradat” la „planete pitice”. Ca și celelalte planete gigantice, Neptun este mult mai mare și mai greu decât Pământul.

H
Eptun, ca și Saturn, este o planetă gigantică de gheață.

Neptun este destul de departe de Soare și de aceea a devenit prima planetă descoperită prin calcule matematice, și nu prin observație directă. Planeta a fost descoperită vizual printr-un telescop la 23 septembrie 1846 de astronomii de la Observatorul din Berlin, pe baza calculelor preliminare ale astronomului francez Le Verrier.Este curios că, judecând după desene, Galileo Galilei l-a observat pe Neptun cu mult înainte, în 1612, cu primul său telescop! Dar... nu a recunoscut-o ca pe o planetă, confundând-o cu o stea fixă. Prin urmare, Galileo nu este considerat descoperitorul planetei Neptun.

În ciuda dimensiunilor și masei sale considerabile, densitatea lui Neptun este de aproximativ 3,5 ori mai mică decât densitatea Pământului. Prin urmare, la ecuator, gravitația este de doar 1,14 g, adică aproape ca pe Pământ, ca și cele două planete gigantice anterioare.

Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun reprezintă grupul de planete Jupiter, sau grupul de planete gigantice, deși diametrele lor mari nu sunt singura caracteristică care deosebește aceste planete de planetele terestre.

Planetele gigantice se rotesc foarte repede în jurul axelor lor; este nevoie de mai puțin de 10 ore pentru ca imensul Jupiter să finalizeze o revoluție. Mai mult, zonele ecuatoriale ale planetelor gigantice se rotesc mai repede decât cele polare, adică unde vitezele liniare ale punctelor în mișcarea lor în jurul axei sunt maxime, vitezele unghiulare sunt de asemenea maxime. Rezultatul rotației rapide este o comprimare mare a planetelor gigantice (observabilă în observațiile vizuale). Diferența dintre razele ecuatoriale și cele polare ale Pământului este de 21 km, iar pentru Jupiter este de 4400 km.

Planetele gigantice sunt departe de Soare și, indiferent de natura schimbării anotimpurilor, ele sunt întotdeauna dominate de temperaturi scăzute. Pe Jupiter, nu există nicio schimbare a anotimpurilor, deoarece axa acestei planete este aproape perpendiculară pe planul orbitei sale. Schimbarea anotimpurilor are loc și pe planeta Uranus într-un mod deosebit, deoarece axa acestei planete este înclinată față de planul orbitei la un unghi de 8 °.

Planetele gigantice se disting printr-un număr mare de sateliți; Până la jumătatea anului 2001, Jupiter avea deja 28 dintre ele, Saturn - 30, Uranus - 21 și numai Neptun - 8. O caracteristică remarcabilă a planetelor gigantice sunt inelele care sunt deschise nu numai pentru Saturn, ci și pentru Jupiter, Uranus și Neptun.

Cea mai importantă caracteristică a structurii planetelor gigantice este că aceste planete nu au suprafețe solide. O astfel de reprezentare este în acord cu densitățile medii scăzute ale planetelor gigantice, compoziția lor chimică (ele constau în principal din elemente ușoare - hidrogen și heliu), rotația zonală rapidă și alte câteva date. În consecință, tot ceea ce poate fi văzut pe Jupiter și Saturn (detaliile nu sunt vizibile deloc pe planete mai îndepărtate) are loc în atmosferele extinse ale acestor planete. Pe Jupiter, chiar și la telescoapele mici, sunt vizibile dungi întinse de-a lungul ecuatorului.

În straturile superioare ale atmosferei hidrogen-heliu din Jupiter, se găsesc compuși chimici (de exemplu, metan și amoniac), hidrocarburi (etan, acetilenă), precum și diferiți compuși (inclusiv cei care conțin fosfor și sulf) sub formă de impurități, colorând detaliile atmosferei în culori roșu-maro și galben. Astfel, prin compoziția lor chimică, planetele gigantice diferă puternic de planetele terestre. Această diferență este legată de procesul de formare a sistemului planetar.

Spre deosebire de planetele terestre, care au crustă, manta și miez, pe Jupiter, hidrogenul gazos, care face parte din atmosferă, trece într-un lichid, iar apoi într-o fază solidă (metalic). Apariția unor astfel de stări neobișnuite de agregare a hidrogenului (în acest din urmă caz, devine un conductor de electricitate) este asociată cu o creștere bruscă a presiunii pe măsură ce aceasta se scufundă în adâncime.

Este posibil ca existența unor câmpuri magnetice semnificative ale acestor planete să fie asociată cu rotația rapidă a substanței conducătoare situate în regiunile centrale ale planetelor gigantice. Câmpul magnetic al lui Jupiter este deosebit de puternic. Este de multe ori mai mare decât câmpul magnetic al Pământului, iar polaritatea lui este inversată față de cea a Pământului (lângă Pământ, lângă polul geografic nord, există unul magnetic sud).

Câmpul magnetic al planetei captează particule încărcate care zboară de la Soare (ioni, protoni, electroni etc.), care formează în jurul planetei benzi de particule de înaltă energie, numite centuri de radiații. Dintre toate planetele grupului terestru, doar planeta noastră are astfel de centuri. Centura de radiații a lui Jupiter se extinde până la 2,5 milioane km. Este de zeci de mii de ori mai intens decât pământul. Particulele încărcate electric care se mișcă în centura de radiații a lui Jupiter emit unde radio în intervalul de lungimi de undă decimetru și decametru. Ca și pe Pământ, pe Jupiter există aurore asociate cu patrunderea particulelor încărcate din centurile de radiații în atmosferă, precum și descărcări electrice puternice în atmosferă (furtuni).

Citeste si