PREZENTÁCIA NA TÉMU: OBRI PLANÉTY zostavila: Rakhmanina T.

Obrie planéty sa veľmi rýchlo otáčajú okolo svojich osí; Obrovskému Jupiteru trvá jedna otáčka menej ako 10 hodín. Navyše, ako sa ukázalo v dôsledku pozemných optických pozorovaní, rovníková zóna obrovských planét rotuje rýchlejšie ako polárne. Výsledkom rýchlej rotácie je veľké stlačenie obrovských planét. Tieto planéty sú ďaleko od Slnka a bez ohľadu na charakter ročných období na nich vždy panujú nízke teploty. Na Jupiteri nie sú vôbec žiadne ročné obdobia, pretože os tejto planéty je takmer kolmá na rovinu jej obežnej dráhy.

Obrie planéty sa vyznačujú veľkým počtom satelitov; V Petrohrade ich bolo doteraz objavených 16, v Saturne 17, v Uráne 16 a iba v Neptúne 8. Pozoruhodným znakom obrích planét sú prstence, ktoré sú otvorené na všetkých planétach. Najdôležitejším znakom štruktúry obrovských planét je, že tieto planéty nemajú pevné povrchy. Na Jupiteri sú dokonca aj v malých ďalekohľadoch viditeľné pruhy natiahnuté pozdĺž rovníka. V horných vrstvách vodíkovo-héliovej atmosféry Jupitera sa nachádzajú chemické zlúčeniny, uhľovodíky a tiež rôzne zlúčeniny vo forme nečistôt, ktoré farbia detaily atmosféry do červeno-hnedých a žltých farieb.

Systém Jupiterových satelitov sa v miniatúre podobá slnečnej sústave. Štyri mesiace objavené Galileom sa nazývajú galilejské mesiace: IO, Európa, Ganymede a Callisto. Satelit najbližšie k Jupiteru, Amalthea, ako aj všetky vzdialené satelity nachádzajúce sa mimo obežných dráh galilejských satelitov, majú nepravidelný tvar a pripomínajú tak menšie planéty slnečnej sústavy.

Zo satelitov Saturnu je zaujímavý najmä Titan, ktorý má atmosféru. Pozostáva takmer výlučne z dusíka. Pozoruhodný je aj Triton, najväčší satelit Neptúna. Priemer Tritonu je 2705 km. Triton má atmosféru primárne zloženú z dusíka. Triton je silikátovo-ľadové nebeské teleso, boli na ňom objavené krátery, polárne čiapky a dokonca aj plynové gejzíry.

Prstene Saturna boli objavené ako prvé. Ešte v 19. storočí anglický fyzik J. Maxwell (1831-1879), ktorý študoval stabilitu pohybu prstencov Saturna, ako aj ruský astrofyzik A.A.Belopolsky (1854-1934) dokázali, že prstence Saturna nemôže byť nepretržitý. Zo Zeme je cez najlepšie ďalekohľady viditeľné niekoľko prstencov oddelených intervalmi. Prstence sú veľmi široké: siahajú 60 000 kilometrov nad vrstvu oblakov planéty. Každá pozostáva z častíc a hrudiek pohybujúcich sa na svojich dráhach okolo Saturnu. Hrúbka krúžkov nie je väčšia ako 1 km.

Preto, keď sa Zem pri svojom pohybe okolo Slnka ocitne v rovine prstencov Saturna, prstence prestanú byť viditeľné: zdá sa nám, že zmiznú. Je možné, že materiál, z ktorého sú prstence zložené, nebol zahrnutý do zloženia planét a ich veľkých satelitov pri formovaní týchto nebeských telies. Prstence boli objavené na Uráne v roku 1977, na Jupiteri v roku 1979 a na Neptúne v roku 1989. Na možnosť existencie prstencov na všetkých obrovských planétach poukázal už v roku 1960 slávny astronóm S.K. Vsekhsvyatsky.

Otázky a úlohy: 1. Čím sa líšia obrie planéty od terestrických planét v základných fyzikálnych vlastnostiach? 2. Aká je zvláštnosť rotácie obrovských planét okolo svojej osi? 3. Aká je zvláštnosť stavby obrovských planét? 4. Čo sú to planetárne prstence? 5. Prečo nie sú Saturnove prstence niekedy viditeľné ani veľkými ďalekohľadmi? 6. Čo viete o Jupiteri a Saturne?

Ďakujem za tvoju pozornosť!!!

Pojem obrie planéty sa vzťahuje na 4 planéty slnečnej sústavy: Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Hlavné rozdiely medzi obrovskými planétami a inými planétami v slnečnej sústave sú:

• a) veľké veľkosti planét
• b) veľké masy planét
• c) rýchle otáčanie okolo svojich osí
• d) veľké stlačenie – výsledok rýchlej rotácie
• d) veľký počet satelitov
• e) prítomnosť krúžkov
• g) nízka hustota
• h) nadbytok vodíka

Vlastnosti štruktúry obrovských planét

Medzi vlastnosti obrovských planét patrí:

• a) tieto planéty nemajú pevné povrchy
• b) existencia významných magnetických polí týchto planét
• c) prítomnosť radiačných pásov
• d) napriek tomu, že na povrchu panujú nízke teploty, teplota vo vnútri planét je pomerne vysoká (môže dosiahnuť niekoľko desiatok tisíc kelvinov)

Obrie planéty

Jupiter- najväčšia planéta slnečnej sústavy. Jeho hmotnosť je 318-krát väčšia ako hmotnosť Zeme a je asi 1/1050 hmotnosti Slnka. Rovníkový polomer Jupitera je 71 400 km (11,2-krát väčší ako polomer Zeme). Polárny polomer je 66900 km, t.j. kompresia planét = 1/16.

Gravitačné zrýchlenie je asi 2500 cm/s2. Priemerná hustota 1,3 g/cm3.

Viditeľný povrch Jupitera je zamračený. Najnápadnejšie sú tmavé červenkasté pruhy, rozšírené rovnobežne s rovníkom. Svetelné priestory medzi nimi sa nazývajú zóny.

Pruhovaná štruktúra Jupiterovho disku je dôsledkom prevažne zonálneho (t.j. orientovaného pozdĺž rovnobežiek) smeru vetra v Jupiterovej atmosfére. Mechanizmus, ktorý poháňa všeobecnú cirkuláciu na Jupiteri, je rovnaký ako na Zemi.

Na Jupiteri sa môžu vytvárať cyklóny. Veľké cyklóny môžu byť veľmi stabilné (životnosť až 10 5 rokov). Veľká červená škvrna je pravdepodobne príkladom takéhoto cyklónu.

Spektroskopické pozorovania preukázali prítomnosť molekulárneho vodíka H 2, hélia He, metánu CH 4, amoniaku NH 3, etánu C 2 H 6, acetylénu C 2 H 2 a vodnej pary H 2 O v atmosfére Jupitera. atmosféra (a celá planéta ako celok) sa nelíši od slnečnej.

Celkový tlak na hornej hranici vrstvy oblakov je asi 1 atm. Vrstva oblakov má zložitú štruktúru. Hornú vrstvu tvoria kryštály NH 3, pod ňou by mali byť oblaky ľadových kryštálikov a kvapôčky vody.

Celkové vyžarovanie Jupitera je 2,9-násobok energie prijatej zo Slnka a väčšina energie, ktorú vyžaruje, je spôsobená jeho vnútorným zdrojom tepla. V tomto zmysle je Jupiter bližšie k hviezdam ako k terestrickým planétam.

Prítomnosť veľkého vnútorného tepelného toku znamená, že teplota stúpa pomerne rýchlo s hĺbkou.

Výpočty vnútornej štruktúry ukazujú, že atmosféra Jupitera je veľmi hlboká a väčšina planéty je v kvapalnej fáze. Vodík je v degenerovanom alebo kovovom stave (elektróny sú oddelené od protónov). V hĺbke atmosféry nie sú vodík a hélium v ​​plynnom, ale nadkritickom stave. V samom strede planéty môže byť pevné jadro z ťažkých prvkov.

Jupiter je jedným z najsilnejších kozmických zdrojov rádiovej emisie v rozsahu dekametrov. Má sporadický charakter, t.j. pozostáva z jednotlivých výbojov rôznej intenzity. Povaha sporadického rádiového vyžarovania zostáva nejasná.

Jupiter, rovnako ako Zem, má radiačné pásy, ale hustota a energia elektrónov, ako aj sila magnetického poľa v pásoch Jupitera sú väčšie. Intenzita magnetického poľa v blízkosti povrchu dosahuje približne 10 Oe. Polomer magnetosféry je asi 100 polomerov planéty.

Okolo Jupitera obieha 13 satelitov. Štyri z nich objavil Galileo – Io, Európa, Ganymede a Callisto. Sú približne rovnako veľké ako Mesiac. Galileovské satelity sa otáčajú okolo osi synchrónne s pohybom okolo Jupitera a vždy smerujú k nemu jednou stranou. Piaty satelit (Amalthea) objavil Barnard v roku 1892. Všetky ostatné satelity boli objavené v 20. storočí z fotografických pozorovaní.

Saturn sa nachádza približne dvakrát ďalej od Slnka ako Jupiter a obehne Slnko každých 29,5 roka. Rovníkový polomer Saturnu je 60 400 km, jeho hmotnosť je 95-krát väčšia ako hmotnosť Zeme a gravitačné zrýchlenie na rovníku je 1100 cm/s2. Saturn má citeľnú diskovú kompresiu 1/10, t.j. viac ako Jupiter.

Obdobie rotácie na rovníku je 10 hodín 14 metrov a podobne ako Jupiter sa zvyšuje so zemepisnou šírkou.

Na disku Saturna sa dajú rozlíšiť aj pruhy, zóny a iné jemnejšie útvary, ale kontrast detailov je oveľa menší ako u Jupitera.

Spektroskopické štúdie objavili H 2, CH 4, C 2 H 2, C 2 H 6 v atmosfére Saturnu. Elementárne zloženie sa zjavne nelíši od slnečného, ​​t.j. planéta pozostáva z 99% vodíka a hélia. Hĺbka atmosféry (vodík a hélium sú v superkritickom stave) môže dosiahnuť polovicu polomeru planéty.

Infračervené pozorovania ukazujú, že teplota Saturnu je asi 95 0 K. Podobne ako Jupiter, viac ako polovica vyžarovanej energie je spôsobená tokom vnútorného tepla.

Galileo prvýkrát videl prstence Saturna v roku 1610, ale Galileo nedokázal určiť skutočnú podobu formácie, ktorú našiel. To urobil v roku 1655 Huygens, ktorý zistil, že ide o plochý prstenec sústredný s telom planéty, ale nesusedí s ním.

Prstenec pozostáva z troch sústredných prstencov, ktoré sú podobne ako rovník planéty naklonené k rovine obežnej dráhy pod uhlom 26 0 45". Vonkajší prstenec A je oddelený od stredného prstenca B ostrou tmavou medzerou nazývanou Cassiniho medzera. Stredný krúžok je najjasnejší.Vnútorný krúžok C, tmavý a priesvitný, sa nazýva krepový krúžok.

Dôvod, prečo má Saturn vo vzdialenosti asi 10 5 km prstenec a nie satelit, je slapová sila. Ak by sa družica vytvorila v takej vzdialenosti, slapová sila by ju roztrhla na malé úlomky. Počas éry formovania obrovských planét okolo nich v určitom štádiu vznikli sploštené oblaky protoplanetárnej hmoty, z ktorých sa neskôr vytvorili satelity. V prstencovej zóne slapová sila zabránila vytvoreniu satelitu. Saturnove prstence sú teda pravdepodobne pozostatky predplanetárnej hmoty. Prstence pozostávajú z obrovského množstva častíc, ktoré nezávisle obiehajú planétu po kepleriánskych dráhach.

Saturn má 10 známych satelitov: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Hyperion, Iapetus, Phoebe, Janus. Titan je jediný satelit v slnečnej sústave, na ktorom bola nájdená atmosféra. Všetky satelity, okrem Phoebe, obiehajú okolo planéty v smere dopredu.

Urán viditeľné iba cez ďalekohľad a vyzerá ako malý zelenkastý kotúč. Hlavná poloos obežnej dráhy planéty je približne 19,2 AU a jej obežná doba okolo Slnka je 84 rokov. Hmotnosť Uránu je 14,6-krát väčšia ako hmotnosť Zeme, jeho polomer je 24 800 km. Urán má znateľné stlačenie (1/14).

Podrobnosti na disku Uránu nie sú spoľahlivo rozlíšené, ale pozorujú sa periodické výkyvy jasu. Z týchto kmitov a z Dopplerovho javu bola určená perióda otáčania okolo osi 10 hodín 49 m. Bolo tiež možné určiť smer osi rotácie planéty a ukázalo sa, že rovník Uránu je naklonený k rovine jeho obežnej dráhy o 82 0 a smer otáčania je opačný.

Priemerná hustota uránu je 1,6 g/cm3. Táto planéta obsahuje viac ťažkých prvkov ako Jupiter a Saturn.

Urán má 5 satelitov: Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, Miranda. Roviny ich obežných dráh sú takmer kolmé na rovinu obežnej dráhy planéty a pohybujú sa v smere jej rotácie.

Lineárny polomer Neptún rovná 25050 km, hmotnosť - 17,2 hmotnosti Zeme. Hlavná poloos obežnej dráhy planéty je približne 30,1 AU a jej obežná doba okolo Slnka je takmer 165 rokov. Doba rotácie bola stanovená spektroskopicky na 15,8 hodiny plus/mínus 1 hodina.

Smer otáčania je rovný. V dôsledku spektroskopických pozorovaní boli v spektrách Neptúna nájdené vodík a metán. Priemerná hustota Neptúna je 1,6 g/cm3.

Neptún má dva satelity: Triton a Nereid. Triton je jedným z najväčších satelitov v slnečnej sústave (jeho polomer je 2000 km) a pohybuje sa okolo planéty v opačnom smere

Pri Saturne 17 satelitov a prstenec, či skôr celý systém prstencov. Polomer vonkajšieho prstenca presahuje 900 000 km, ale hrúbka nie je väčšia ako 4 km. Modelom Saturnovho prstenca môže byť kotúč s priemerom 250 m a hrúbkou len 1 mm! Prečo tento systém častíc stále existuje v tejto forme, zatiaľ nie je známe. Rovnako ako satelity Jupitera, aj mesiace Saturna sú zaujímavé a tajomné svojím vlastným spôsobom. Povrch Tethys je teda celkom ľahký a pokrytý krátermi, z ktorých jeden má priemer 400 km. Na Mimas bol objavený veľký kráter rovnakej veľkosti. Enceladus bol prirovnaný k obrovskej kvapke vody zamrznutej vo vesmíre, s početnými zakrivenými ryhami viditeľnými na jednej strane obrátenej k Saturnu, zatiaľ čo početné meteoritové krátery sú viditeľné na opačnej strane. Veľkým záujmom je najväčší mesiac Saturnu, Titan, jediný mesiac v Slnečnej sústave obklopený hustou atmosférou. Pozostáva hlavne z dusíka (85 %) a argónu (asi 12 %), hoci nedávno sa predpokladalo, že jeho hlavnými zložkami sú metán a amoniak. Ôsmy satelit Saturnu, Iapetus, je zaujímavý svojím vlastným spôsobom: jeho zadná strana je asi 10-krát jasnejšia ako predná strana obrátená k planéte (mimochodom, všetky satelity tejto a iných planét, ako je Mesiac, sú obrátené k na rovnakú stranu ich planéty).

Do skupiny planét obri zahŕňa: Jupiter, Saturn, Urán a Neptún.

Všetky tieto planét(a najmä Jupiter) sú veľké čo do veľkosti a hmotnosti. Napríklad Jupiter je objemovo takmer 1320-krát väčší ako Zem a 318-krát väčší ako hmotnosť.

Obrie planéty otáčať sa veľmi rýchlo okolo svojich osí; Obrovskému Jupiteru trvá jedna otáčka menej ako 10 hodín. Navyše rovníkové zóny planét obri rotujú rýchlejšie ako polárne, t. j. tam, kde sú lineárne rýchlosti bodov pri ich pohybe okolo osi maximálne, sú maximálne aj uhlové rýchlosti. Výsledkom rýchlej rotácie je skvelá kompresia planét obri (pozorovateľné pri vizuálnych pozorovaniach). Rozdiel medzi rovníkovým a polárnym polomerom Zeme je 21 km a pre Jupiter je to 4400 km.

Obrie planéty sú ďaleko od Slnka, a bez ohľadu na charakter ročných období v nich vždy dominujú nízke teploty. Na Jupiteri nedochádza k žiadnej zmene ročných období, keďže je to os planét takmer kolmo na rovinu jeho obežnej dráhy. Ročné obdobia sa menia zvláštnym spôsobom a planéta Urán, od osi tohto planét sklonený k obežnej rovine pod uhlom 8?.

Obrie planéty vyznačuje sa veľkým počtom satelitov; do polovice roku 2001 ich už bolo objavených 28 na Jupiteri, 30 na Saturne, 21 na Uráne a len na Neptúne - 8. Pozoruhodný znak planét obri - prstence, ktoré sú otvorené nielen na Saturne, ale aj na Jupiteri, Uráne a Neptúne.

Najdôležitejšia vlastnosť štruktúry planét obri vec je títo planét nemajú tvrdé povrchy nedokonalosti. Toto zobrazenie je v dobrej zhode s nízkymi priemernými hustotami planét obri , ich chemické zloženie (pozostávajú najmä z ľahkých prvkov – vodík a hélium), rýchla zonálna rotácia a niektoré ďalšie údaje. V dôsledku toho všetko, čo je možné vidieť na Jupiteri a Saturne (vo väčšej vzdialenosti planét detaily nie sú vôbec viditeľné), vyskytuje sa v rozšírených atmosférach týchto planét. Na Jupiteri sú dokonca aj v malých ďalekohľadoch viditeľné pruhy natiahnuté pozdĺž rovníka. V horných vrstvách vodíkovo-héliovej atmosféry Jupitera sa chemické zlúčeniny (napríklad metán a amoniak), uhľovodíky (etán, acetylén), ako aj rôzne zlúčeniny (vrátane zlúčenín obsahujúcich fosfor a síru) nachádzajú vo forme nečistoty, sfarbenie detailov atmosféry červeno-hnedé a žlté farby. Teda podľa jeho chemického zloženia obrie planéty výrazne odlišné od planét pozemská skupina. Tento rozdiel je spôsobený vzdelávacím procesom planetárne systémov.

Fotografie prenášané z americkej kozmickej lode Pioneer a Voyager jasne ukazujú, že plyn v atmosfére Jupitera sa podieľa na zložitom pohybe, ktorý je sprevádzaný tvorbou a rozpadom vírov. Predpokladá sa, že Veľká červená škvrna (ovál s poloosami 15 a 5 tisíc km), pozorovaná na Jupiteri asi 300 rokov, je tiež obrovský a veľmi stabilný vír. Prúdy pohybujúceho sa plynu a stabilné škvrny sú viditeľné aj na fotografiách Saturna prenášaných automatickými medziplanetárnymi stanicami.

Voyager 2 tiež poskytol príležitosť preskúmať detaily atmosféry Neptúna.

Látka pod vrstvou mrakov planét obri , nie je k dispozícii na priame pozorovanie. Jeho vlastnosti možno posúdiť z niektorých dodatočných údajov. Napríklad sa predpokladá, že v hlbinách planét obri látka musí mať vysokú teplotu. Ako sa dospelo k tomuto záveru? Po prvé, keď sme poznali vzdialenosť Jupitera od Slnka, vypočítali sme množstvo tepla, ktoré od neho Jupiter prijíma. Po druhé, určili odrazivosť atmosféry, čo umožnilo zistiť, koľko slnečnej energie planéta odráža do vesmíru. Nakoniec sme vypočítali teplotu, ktorá by mala byť planéta, ktorý sa nachádza v známej vzdialenosti od Slnka. Ukázalo sa, že je blízko -160 C. Ale teplota planét možno určiť priamo štúdiom jeho infračerveného žiarenia pomocou pozemných zariadení alebo prístrojov nainštalovaných na palube AWS. Takéto merania ukázali, že teplota Jupitera je blízka -130 C, teda vyššia ako vypočítaná. V dôsledku toho Jupiter vyžaruje takmer 2-krát viac energie, než dostáva od Slnka. To nám umožnilo dospieť k záveru planéta má vlastný zdroj energie.

Súhrn všetkých dostupných informácií o obrie planéty umožňuje zostaviť modely vnútornej stavby týchto nebeských telies, teda vypočítať, aká je hustota, tlak a teplota v ich vnútri. Napríklad teplota v blízkosti stredu Jupitera dosahuje niekoľko desiatok tisíc Kelvinov.

Na rozdiel od planét Pozemská skupina, ktorá má kôru, plášť a jadro, na Jupiteri plynný vodík, ktorý je súčasťou atmosféry, prechádza do kvapalnej a následne do tuhej (kovovej) fázy. Výskyt takýchto nezvyčajných agregovaných stavov vodíka (v druhom prípade sa stáva vodičom elektriny) je spojený s prudkým zvýšením tlaku, keď sa človek ponorí do hĺbky. Takže v hĺbke mierne väčšej ako 0,9 polomeru planét, tlak dosahuje 40 miliónov atmosfér.

Je možné, že pri rýchlej rotácii prúdovo vodivej látky umiestnenej v centrálnych oblastiach planét obri existenciu významných magnetických polí týchto planét. Magnetické pole Jupitera je obzvlášť silné. Je mnohonásobne väčšie ako magnetické pole Zeme a jeho polarita je opačná ako zemská (Zem má južný magnetický pól blízko severného geografického pólu). Magnetické pole planét zachytáva nabité častice letiace zo Slnka (ióny, protóny, elektróny a pod.), ktoré vznikajú okolo planét pásy vysokoenergetických častíc nazývané radiačné pásy. Takéto pásy zo všetkých planét pozemskej skupiny má len tá naša planét. Radiačný pás Jupitera siaha do vzdialenosti až 2,5 milióna km. Je desaťtisíckrát intenzívnejšia ako pozemská. Elektricky nabité častice pohybujúce sa v radiačnom páse Jupitera vyžarujú rádiové vlny v rozsahu decimetrových a dekametrových vlnových dĺžok. Podobne ako na Zemi, aj Jupiter zažíva polárne žiary spojené s prienikom nabitých častíc z radiačných pásov do atmosféry, ako aj silné elektrické výboje v atmosfére (búrky).

1. Pomocou referenčných kníh vyplňte tabuľku s hlavnými fyzikálnymi charakteristikami obrovských planét.

80 % H, 19 % He, 1 % CH 4

Počet satelitov

Názvy najväčších satelitov

Io, Európa, Ganymede, Callisto, Amalthea

Titan, Rhea, Iapetus, Dione, Tethys

Ariel, Oberon, Umbriel, Desdemona, Júlia

Triton, Nereid, Proteus, Larissa, Thalassa

Po vyplnení tabuľky urobte závery a uveďte podobnosti a rozdiely medzi obrovskými planétami.

Závery: Sú to plynné telesá so silnou rozšírenou atmosférou, rýchlo rotujú okolo svojich osí, majú veľa satelitov a všetky majú prstence. Obrie planéty nemajú ani pevný, ani tekutý povrch. Hlavnými zložkami všetkých obrovských planét sú hélium a vodík.

2. Urobte kvalitatívne porovnanie vlastností terestrických planét a obrovských planét. Použite slová: „vysoký“, „nízky“, „veľký“ atď. Na záver uveďte zásadný rozdiel medzi pozemskými planétami a obrovskými planétami.

Záver: Terestrické planéty majú výrazne menšiu hmotnosť a veľkosť, ale vyššiu hustotu a nemajú prstence. Nachádzajú sa bližšie k Slnku a na svojich dráhach sa pohybujú rýchlejšie, ale okolo svojej osi sa otáčajú pomalšie a na póloch sú menej stlačené. Majú tiež výrazne menej satelitov.

3. Doplňte vety:

Zvláštnosťou rotácie obrovských planét okolo ich osi je, že sa otáčajúvrstvy: vrstva planéty v blízkosti rovníka rotuje rýchlejšie ako ostatné vrstvy .

Prítomnosť hustej a rozšírenej atmosféry na Jupiteri a Saturne sa vysvetľuje skutočnosťou, že počas ich formovania rýchlo dosiahli takú hmotnosť, aby udržali viacvodík.

Saturnov mesiac Titan má hustú atmosféru pozostávajúcu hlavne zdusík .

Obrie planéty majú nízku priemernú hustotu v dôsledku skutočnosti, že ich atmosféry sú väčšinouvodík-hélium zlúčenina.

Existencia prstencov bola objavená na nasledujúcich obrovských planétach:Jupiter, Saturn, Urán a Neptún .

Jupiter vyžaruje podstatne viac tepelnej energie, ako dostáva od Slnka. Za dôvod možno považovať postupné stláčanie planéty( gravitačná diferenciácia vnútra - zostup ťažších látok do stredu planéty) A proces rádioaktívneho rozpadu v jeho hĺbkach .

4. Hviezdna perióda rotácie Saturnu okolo Slnka je T = 29,5 roka. Aká je priemerná vzdialenosť od Saturnu k Slnku?

5. Aký vzhľad budú mať prstence Saturna pre pozorovateľa, ktorý sa nachádza na rovníku a na póloch Saturna?

6. Doplňte vety týkajúce sa vnútornej stavby obrovských planét.

Planéty Jupiter a Saturn majú medzi centrálnym jadrom a rozšírenou atmosférouškrupina s kovovými vlastnosťami .

Obrovské planéty, ako je Zemmagnetické pole , ktorej intenzita je na Jupiteri 12-krát vyššia ako na Zemi; pri Saturne je blízko k Zemi;
Urán je približne rovnaký ako Zem; Neptún má 3 krát menej ako Zem.

Polárne žiary boli pozorované na nasledujúcich obrovských planétach:Jupiter, Saturn a Urán .

Vonkajšie planéty

Zložením, štruktúrou a veľkosťou sa vonkajšie planéty slnečnej sústavy výrazne líšia od vnútorných planét pozemskej skupiny. Vonkajšie planéty majú nízku hustotu, ktorá je určená ich zložením plynu. Okrem toho je hlavným prvkom týchto planét vodík a jeho zlúčeniny. Podľa niektorých odhadov obsahuje Jupiter 78 % hmotnosti vodíka a Saturn 63 %. Urán a Neptún majú vyššie priemerné hustoty a pravdepodobne majú nižší podiel vodíka.

Spektrá rozšírených atmosfér vonkajších planét ukazujú silné pásy metánu, ako aj pásy molekulárneho vodíka. Okrem toho sú v spektrách Jupitera a Saturnu pozorované slabé pásy amoniaku. Na Uráne a Neptúne je však amoniak v zmrazenom stave, keďže povrchová teplota týchto planét je veľmi nízka, asi -210 °C. Pri takýchto teplotách sa väčšina plynov mení na kvapalné a pevné skupenstvo. Podľa niektorých nepriamych údajov sa dá predpokladať, že vonkajšie planéty obsahujú veľa hélia.

Veľké vonkajšie planéty slnečnej sústavy sú teda svojim atómovým elementárnym zložením v mnohom blízke zloženiu Slnka. Sú zložené prevažne z ľahkých zložiek - H, He, CH 4, NH3, H2 O. Zachovanie týchto látok v zložení veľkých planét súvisí s vysokými hmotnosťami samotných planét, ako aj s nízkymi teplotami vonkajších okrajových oblastí slnečnej hmloviny, z ktorej pochádzajú.

Vyššie uvedené údaje nám umožňujú dospieť k istémuzávery , ktorá priamo súvisí s otázkami vzniku slnečnej sústavy.

Planéty slnečnej sústavy sa líšia chemickým zložením. Vnútorné planéty sú zložené hlavne z pevných látok, zatiaľ čo vonkajšie planéty sú zložené hlavne z plynov.

Medzi vnútornými planétami je tiež rozdiel v zložení – planéty najbližšie k Slnku sú hustejšie ako tie vzdialenejšie.

Rozdiel v zložení vnútorných planét je zrejme z rovnakých dôvodov ako rozdiel v zložení meteoritov, t.j. hustejšie planéty obsahujú viac kovovej (železo-niklovej) fázy a menej kremičitanov. Maximálny obsah železa je pravdepodobne charakteristický pre Merkúr, minimum pre Mesiac, v ktorom je väčšina železa v kremičitanoch.

Rozdiel v zložení planét naznačuje chemickú a fyzikálnu frakcionáciu prvkov počas formovania slnečnej sústavy. Frakcionácia bola určená rôznymi stupňami oxidácie látky v závislosti od vzdialenosti od Slnka.

Obrie vonkajšie planéty slnečnej sústavy vznikli z hmoty mimoriadne blízkej zloženiu Slnka a frakcionačné procesy pri ich vzniku sa prejavovali v nepatrnej miere.

Obrie planéty sú najväčšie telesá v slnečnej sústave

Obrie planéty - najväčšie telesá slnečnej sústavy po Slnku: Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Nachádzajú sa za hlavným pásom asteroidov, a preto sa nazývajú aj „vonkajšie“ planéty.
Jupiter a Saturn sú plynní obri, čo znamená, že pozostávajú hlavne z plynov, ktoré sú v pevnom skupenstve: vodíka a hélia.
Ale Urán a Neptún boli identifikované ako ľadové obry, pretože v hrúbke samotných planét je namiesto kovového vodíka vysokoteplotný ľad.
Obrie planéty mnohokrát väčšie ako Zem, ale v porovnaní so Slnkom sú veľmi malé:

Počítačové výpočty ukázali, že obrie planéty hrajú dôležitú úlohu pri ochrane vnútorných terestrických planét pred asteroidmi a kométami.
Bez týchto telies v slnečnej sústave by našu Zem zasiahli asteroidy a kométy stokrát častejšie!
Ako nás obrie planéty chránia pred pádmi nepozvaných hostí?

Určite ste už počuli o „vesmírnom slalome“, keď automatické stanice vyslané k vzdialeným objektom v slnečnej sústave vykonávajú „gravitačné manévre“ v blízkosti niektorých planét. Približujú sa k nim po vopred vypočítanej trajektórii a pomocou svojej gravitačnej sily ešte viac zrýchľujú, no nespadnú na planétu, ale „vystrelia“ akoby z praku ešte väčšou rýchlosťou ako pri vstupe a pokračujú. ich pohyb. To šetrí palivo, ktoré by bolo potrebné na akceleráciu len s motormi.
Rovnakým spôsobom obrie planéty vrhajú mimo Slnečnej sústavy asteroidy a kométy, ktoré okolo nich preletia a snažia sa preraziť na vnútorné planéty vrátane Zeme. Jupiter so svojimi bratmi zvýši rýchlosť takéhoto asteroidu, vytlačí ho zo starej obežnej dráhy, je nútený zmeniť dráhu a vletí do kozmickej priepasti.
Takže bez obrie planéty , život na Zemi by bol pravdepodobne nemožný kvôli neustálemu bombardovaniu meteoritmi.

Teraz sa stručne zoznámime s každou z obrovských planét.

Jupiter je najväčšia obrovská planéta

Prvý v poradí od Slnka medzi obrovskými planétami je Jupiter. Je to tiež najväčšia planéta v slnečnej sústave.
Niekedy hovoria, že Jupiter je neúspešná hviezda. Ale na spustenie vlastného procesu jadrových reakcií Jupiter nemá dostatok hmoty a dosť veľa. Aj keď hmotnosť pomaly rastie v dôsledku absorpcie medziplanetárnej hmoty - komét, meteoritov, prachu a slnečného vetra. Jedna z možností vývoja Slnečnej sústavy ukazuje, že ak to bude pokračovať, Jupiter sa môže stať hviezdou alebo hnedým trpaslíkom. A potom sa naša slnečná sústava stane dvojhviezdnym systémom. Mimochodom, dvojhviezdne systémy sú v kozme okolo nás bežným javom. Existuje oveľa menej jednotlivých hviezd, ako je naše Slnko.

Existujú výpočty, ktoré ukazujú, že Jupiter už vyžaruje viac energie, ako absorbuje zo Slnka. A ak je to naozaj tak, potom už musia prebiehať jadrové reakcie, inak jednoducho nie je odkiaľ brať energia. A to je znak hviezdy, nie planéty...

Porovnanie veľkostí Zeme a Jupitera:

Tento obrázok tiež ukazuje slávnu Veľkú červenú škvrnu, nazývanú aj „jupiterovo oko“. Toto je obrovský vír, ktorý zjavne existuje už stovky rokov.

V roku 1989 bola k Jupiteru vypustená kozmická loď Galileo. Počas 8 rokov práce urobil jedinečné fotografie samotnej obrovskej planéty, satelitov Jupitera, a tiež vykonal mnoho meraní.Dá sa len hádať, čo sa deje v atmosfére Jupitera a v jeho hĺbkach. Sonda Galileo, ktorá zostúpila 157 km do jej atmosféry, prežila len 57 minút, potom ju rozdrvil tlak 23 atmosfér. Podarilo sa mu však nahlásiť silné búrky a hurikány a tiež odovzdať údaje o zložení a teplote.Ganymedes, najväčší mesiac Jupitera, je zároveň najväčším z planetárnych mesiacov v slnečnej sústave.Na samom začiatku výskumu, v roku 1994, Galileo pozoroval pád kométy Shoemaker-Levy na povrch Jupitera a poslal späť obrázky tejto katastrofy. Túto udalosť nebolo možné pozorovať zo Zeme - iba zvyškové javy, ktoré sa stali viditeľnými pri rotácii Jupitera.

Saturn

Nasleduje nemenej slávne teleso slnečnej sústavy – obria planéta Saturn, ktorá je známa svojimi prstencami. Saturnove prstence sú tvorené časticami ľadu s veľkosťou od prachových zŕn až po pomerne veľké kusy ľadu. S vonkajším priemerom 282 000 kilometrov majú Saturnove prstence hrúbku len asi JEDEN kilometer. Preto pri pohľade zboku nie sú Saturnove prstence viditeľné.
Ale Saturn má aj satelity. Teraz bolo objavených asi 62 satelitov Saturnu.
Najväčší mesiac Saturnu je Titan, ktorý je väčší ako planéta Merkúr! Pozostáva však prevažne zo zmrazeného plynu, to znamená, že je ľahší ako Merkúr. Ak sa Titan presunie na obežnú dráhu Merkúra, ľadový plyn sa vyparí a veľkosť Titanu sa výrazne zmenší.
Ďalší zaujímavý satelit Saturnu, Enceladus, láka vedcov, pretože pod jeho ľadovým povrchom sa nachádza oceán tekutej vody. A ak áno, tak život je v ňom možný, lebo teploty sú tam kladné. Na Enceladuse boli objavené silné vodné gejzíry, ktoré vystreľujú stovky kilometrov do výšky!

A Výskumná stanica Cassini je na obežnej dráhe okolo Saturnu od roku 2004. Počas tejto doby sa nazbieralo množstvo údajov o samotnom Saturne, jeho mesiacoch a prstencoch.Automatická stanica „Huygens“ pristála aj na povrchu Titanu, jedného zo Saturnových mesiacov. Išlo o vôbec prvé pristátie sondy na povrchu nebeského telesa vo vonkajšej slnečnej sústave.Napriek značnej veľkosti a hmotnosti je hustota Saturnu približne 9,1-krát menšia ako hustota Zeme. Preto je gravitačné zrýchlenie na rovníku iba 10,44 m/s². To znamená, že keby sme tam pristáli, nepocítili by sme zvýšenú gravitáciu.

Urán - ľadový gigant

Atmosféru Uránu tvorí vodík a hélium a vnútro tvorí ľad a pevné horniny. Urán sa na rozdiel od prudkého Jupitera javí ako celkom pokojná planéta, no v jeho atmosfére boli stále zaznamenané víry. Ak sa Jupiter a Saturn nazývajú plynnými obrami, potom sú Urán a Neptún ľadovými obrami, pretože v ich hĺbkach nie je kovový vodík, ale namiesto toho je veľa ľadu v rôznych vysokoteplotných stavoch.
Urán vyžaruje veľmi málo vnútorného tepla a preto je najchladnejšou z planét slnečnej sústavy – je na ňom zaznamenaná teplota -224°C. Aj na Neptúne, ktorý je ďalej od Slnka, je teplejšie.
Urán má satelity, ale nie sú príliš veľké. Najväčšia z nich, Titania, má viac ako polovicu priemeru nášho Mesiaca.

(Nie, fotku som nezabudol otočiť)

Na rozdiel od iných planét slnečnej sústavy sa zdá, že Urán leží na boku – jeho vlastná os rotácie leží takmer v rovine rotácie Uránu okolo Slnka. Preto sa k Slnku obracia buď južným alebo severným pólom. To znamená, že slnečný deň na póle trvá 42 rokov a potom ustúpi 42 rokom „polárnej noci“, počas ktorej je osvetlený opačný pól.

Táto snímka bola urobená Hubblovým teleskopom v roku 2005. Viditeľné sú prstence Uránu, svetlo sfarbený južný pól a jasný oblak v severných zemepisných šírkach.

Ukazuje sa, že nielen Saturn sa zdobil prsteňmi!

Je zvláštne, že všetky planéty nesú mená rímskych bohov. A len Urán je pomenovaný po bohu zo starogréckej mytológie.
Gravitačné zrýchlenie na rovníku Uránu je 0,886 g. To znamená, že gravitácia na tejto obrovskej planéte je ešte menšia ako na Zemi! A to aj napriek jeho obrovskej hmotnosti... Môže za to opäť nízka hustota ľadového obra Uránu.

Kozmické lode preleteli okolo Uránu, pričom cestou fotografovali, ale podrobné štúdie ešte neboli vykonané. Je pravda, že NASA plánuje poslať výskumnú stanicu na Urán v roku 2020. Plány má aj Európska vesmírna agentúra.

Neptún

Neptún je najvzdialenejšia planéta v slnečnej sústave po tom, čo bol Pluto „degradovaný“ na „trpasličie planéty“. Rovnako ako ostatné obrovské planéty, Neptún je oveľa väčší a ťažší ako Zem.

N
Septún, podobne ako Saturn, je ľadová obrovská planéta.

Neptún je dosť ďaleko od Slnka, a preto sa stal prvou planétou objavenou skôr matematickými výpočtami ako priamymi pozorovaniami. Planétu vizuálne objavili cez ďalekohľad 23. septembra 1846 astronómovia z Berlínskeho observatória na základe predbežných výpočtov francúzskeho astronóma Le Verriera.Je zvláštne, že podľa nákresov Galileo Galilei pozoroval Neptún dávno predtým, už v roku 1612, svojim prvým ďalekohľadom! Ale... nepoznal v ňom planétu, pomýlil si ju s pevnou hviezdou. Preto sa Galileo nepovažuje za objaviteľa planéty Neptún.

Napriek svojej významnej veľkosti a hmotnosti je hustota Neptúna približne 3,5-krát menšia ako hustota Zeme. Preto je gravitácia na rovníku iba 1,14 g, teda takmer rovnaká ako na Zemi, ako dve predchádzajúce obrovské planéty.

Jupiter, Saturn, Urán a Neptún predstavujú jovskú skupinu planét alebo skupinu obrovských planét, hoci ich veľké priemery nie sú jediným znakom, ktorý odlišuje tieto planéty od terestrických planét.

Obrie planéty sa veľmi rýchlo otáčajú okolo svojich osí; Obrovskému Jupiteru trvá jedna otáčka menej ako 10 hodín. Okrem toho sa rovníkové zóny obrovských planét otáčajú rýchlejšie ako polárne, t.j. tam, kde sú lineárne rýchlosti bodov pri ich pohybe okolo osi maximálne, sú maximálne aj uhlové rýchlosti. Výsledkom rýchlej rotácie je veľké stlačenie obrovských planét (pozorovateľné pri vizuálnych pozorovaniach). Rozdiel medzi rovníkovým a polárnym polomerom Zeme je 21 km a pre Jupiter je to 4400 km.

Obrie planéty sú ďaleko od Slnka a bez ohľadu na charakter ročných období na nich vždy panujú nízke teploty. Na Jupiteri nie sú vôbec žiadne ročné obdobia, pretože os tejto planéty je takmer kolmá na rovinu jej obežnej dráhy. K zmene ročných období dochádza aj na planéte Urán jedinečným spôsobom, keďže os tejto planéty je naklonená k rovine obežnej dráhy pod uhlom 8°.

Obrie planéty sa vyznačujú veľkým počtom satelitov; do polovice roku 2001 ich bolo na Jupiteri objavených už 28, na Saturne 30, na Uráne 21 a na Neptúne len 8. Pozoruhodným znakom obrích planét sú prstence, ktoré sú otvorené nielen pri Saturne, ale aj u Jupitera, Uránu a Neptúna.

Najdôležitejším znakom štruktúry obrovských planét je, že tieto planéty nemajú pevné povrchy. Táto myšlienka je v dobrej zhode s nízkymi priemernými hustotami obrích planét, ich chemickým zložením (pozostávajú najmä z ľahkých prvkov – vodíka a hélia), rýchlou zónovou rotáciou a niektorými ďalšími údajmi. V dôsledku toho všetko, čo je možné vidieť na Jupiteri a Saturne (na vzdialenejších planétach nie sú detaily viditeľné vôbec), sa vyskytuje v rozšírených atmosférach týchto planét. Na Jupiteri sú dokonca aj v malých ďalekohľadoch viditeľné pruhy natiahnuté pozdĺž rovníka.

V horných vrstvách vodíkovo-héliovej atmosféry Jupitera sa chemické zlúčeniny (napríklad metán a amoniak), uhľovodíky (etán, acetylén), ako aj rôzne zlúčeniny (vrátane zlúčenín obsahujúcich fosfor a síru) nachádzajú vo forme nečistoty, sfarbenie detailov atmosféry červeno-hnedé a žlté farby. Obrie planéty sa teda svojím chemickým zložením výrazne líšia od pozemských planét. Tento rozdiel je spojený s procesom formovania planetárneho systému.

Na rozdiel od terestrických planét, ktoré majú kôru, plášť a jadro, na Jupiteri plynný vodík, ktorý je súčasťou atmosféry, prechádza do kvapalnej a potom do pevnej (kovovej) fázy. Výskyt takýchto nezvyčajných agregovaných stavov vodíka (v druhom prípade sa stáva vodičom elektriny) je spojený s prudkým zvýšením tlaku, keď sa človek ponorí do hĺbky.

Je možné, že rýchla rotácia prúdovo vodivej hmoty umiestnenej v centrálnych oblastiach obrovských planét súvisí s existenciou významných magnetických polí týchto planét. Magnetické pole Jupitera je obzvlášť silné. Je mnohonásobne väčšie ako magnetické pole Zeme a jeho polarita je opačná ako zemská (Zem má južný magnetický pól blízko severného geografického pólu).

Magnetické pole planéty zachytáva nabité častice letiace zo Slnka (ióny, protóny, elektróny atď.), ktoré tvoria pásy vysokoenergetických častíc okolo planéty, nazývané radiačné pásy. Zo všetkých terestrických planét má takéto pásy iba naša planéta. Radiačný pás Jupitera siaha do vzdialenosti až 2,5 milióna km. Je desaťtisíckrát intenzívnejšia ako pozemská. Elektricky nabité častice pohybujúce sa v radiačnom páse Jupitera vyžarujú rádiové vlny v rozsahu decimetrových a dekametrových vlnových dĺžok. Podobne ako na Zemi, aj Jupiter zažíva polárne žiary spojené s prienikom nabitých častíc z radiačných pásov do atmosféry, ako aj silné elektrické výboje v atmosfére (búrky).