Сообщение о планетах гигантах кратко. Общая характеристика планет-гигантов

Солнечная система состоит из восьми планет, среди которых четыре относятся к земной группе и четыре - к разряду газовых гигантов. Разница между этими двумя категориями прослеживается буквально во всем. Это и размер, и состав, и движение, и атмосфера. Ниже мы собрали самые которые для многих станут настоящим открытием. Ну а те, кто уже знает достаточно много об астрономии, сможет пополнить свой запас знаний.

Какие объекты включены в эту группу

Для начала рассмотрим, система и где именно в ее пределах располагаются наши газовые гиганты. В центре находится Солнце, вокруг него вращается четыре планеты земной группы. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс. За ними следует пояс астероидов, который словно разделяет эти две категории. Следующие четыре планеты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Ниже будут представлены многочисленные факты о планетах-гигантах, которые помогут нам отличить их от небесных тел земной группы. Большинство астрономов также приписывает к разряду планет Плутон - самое отдаленное СС. Однако он, скорее, напоминает Меркурий, чем Юпитер или Нептун, и по своей структуре, и по параметрам.

Размер - самый важный критерий оценивания планеты

Исходя из того, что мы тут перечисляем факты о планетах-гигантах, несложно догадаться, что параметры этих небесных тел действительно очень велики. Самым большим объектом из этой группы является Юпитер, за ним идет Сатурн, Уран и после Нептун. Одним словом, они будто расположились в убывающем порядке относительно Солнца. Итак, каковы же точные параметры равен 142 800 км, при этом в районе экватора планета постоянно «растет» за счет того, что очень быстро вращается вокруг своей оси. У Сатурна диаметр насчитывает 120 000 км. Эти же показатели у Урана и Нептуна - 51 800 км и 48 600 км соответственно. Для сравнения предлагаем рассмотреть диаметр Земли - самой большой планеты земной группы. Он равен 12 756 км, что в десятки раз меньше, чем у гигантов.

Химический состав и масса

Казалось бы, 2 факта о планетах-гигантах, которые не должны быть связаны между собой, на самом деле являются одним целым. Итак, четыре штуки как на подбор состоят из водорода и гелия. При этом стоит учитывать, что данные газы - это основа каждой планеты. На них нет поверхности, нет твердых скал, кратеров от метеоритов, ледников и воды. Планеты-гиганты потому и называются газовыми, так как представляют собой скопление данного физического элемента за счет гравитационных сил. Плотность его там выше, чем в космическом пространстве, и за счет этого газ преображается в планету, приобретая округлые очертания. Конечно же, гелий и водород не единственные газы, которые присутствуют на гигантах. Но они являются основой, к которой прилегают все остальные химические элементы. К примеру, на Юпитере в верхних встречаются молекулы метана, сероводорода, азота и даже кислорода. В строении Сатурна можно обнаружить аммиак, этан, фосфин. Уран выглядит зеленоватым за счет большого количества метана, который присутствует в верхних слоях атмосферы. А Нептун дополнен аммиаком и сероводородом, который, перемешиваясь с тем же метаном, делает его синим. Теперь о массе. Самые поразительные факты о планетах-гигантах состоят в том, что они весят не так уж и много. В среднем масса Урана равна примерно 3 земным массам. Малый вес планетам обеспечивает их состав, ведь если они имели бы твердую поверхность, воды и скалы, то весили бы невероятно много.

Великолепие колец

Самые первые в мире факты о планетах-гигантах, которые были обнаружены еще в 17-18-м веках, свидетельствовали о наличии так называемых колец, которые окружают каждое подобное небесное тело. Образуются такие кольца за счет того, что вокруг планеты вращается множество лун. В данной зоне формируется особый тип гравитации, немного изменяется химический состав (по сравнению с общей средой космоса). За счет этого кольца становятся видимыми для нас, земных наблюдателей. Самым ярким обладателем этого астрономического великолепия является Сатурн. Его кольца видны через любительский телескоп. Второй по счету в рейтинге видимости колец стоит Нептун. Юпитер и Уран также окружены подобными «полями», но увидеть их уже можно только с помощью очень мощной техники.

Спутники, которых не сосчитать

Теперь рассмотрим некоторые интересные факты о планетах Солнечной системы, которые до сих пор являются для астрономов непонятными. Речь идет о спутниках, которые окружают планеты, и об их количестве. Дело в том, что все объекты земной группы обладают очень малым количеством лун или не имеют таковых вообще. Нет спутников у Меркурия и Венеры. Земля оснащена лишь одним - Луной, а Марс двумя - Демосом и Фобосом. А вот газовые гиганты просто изобилуют лунами. Побеждает всех по количеству Юпитер - у него аж 67 спутников (возможно, их больше, просто они еще не открыты). При этом важно отметить, что некоторые из них являются аналогами Земли. Там есть вода, кислород, потому вероятно зарождение жизни. У Сатурна всего 62 спутника, которые крутятся в сфере его великолепных колец. Уран окружен 27 лунами, а Нептун - 14. А вот у Плутона обстановка сравнима с планетами земной группы. Он имеет лишь один спутник - Харон, который такой же, как и он сам, твердый, холодный и очень загадочный.

Прочие факты о планетах

Список удивительных фактов подходит к концу, потому мы решили подвести итог краткими данными, которые касаются всей СС. Итак:

Масса Солнца составляет 99,86% от всего веса Солнечной системы. Остаток приходится на планеты.
Самое мощное у Юпитера. Его излучения постоянно обогащают Землю электричеством.
На некоторых планетах сутки длятся дольше, чем год.
Существует гипотеза, что ядро Нептуна состоит из горных пород. Если его ледяные облака когда-то растают, он сможет обрести атмосферу и стать планетой, пригодной для жизни.

В ходе урока все желающие смогут получить представления о теме «Планеты-гиганты». На уроке вы узнаете, какие планеты относятся к гигантам, какие особенности отличают их от других планет Солнечной системы. Вместе с преподавателем рассмотрите их массу и размеры, которые в несколько раз превышают показатели планеты Земля.

Еще одна особенность гигантов Солнечной системы состоит в том, что это планеты без поверхности, поскольку их атмосфера переходит в жидкое состояние. Внутри планеты находится сравнительно небольшое ядро, но даже оно гораздо больше любой из планет земной группы.

Если сравнить Землю с Юпитером (рис. 2), то он будет больше по объему в 1320 раз, а по массе тяжелее в 314 раз. Неудивительно, что он является самой большой планетой Солнечной системы, превосходя по массе не только Землю, а и все остальные планеты. Название планета получила в честь самого главного римского бога (рис. 3). На Юпитере имеются длинные полосы облаков. В верхнем слое атмосферы дуют ураганные ветры со скоростью, превышающей 500 км/час. Внутри Юпитера имеется плотное, каменное ядро. Планета имеет кольца, но они достаточно тонкие. Температура составляет -130°С, что связано с отдаленностью от Солнца. Долгое время ученые наблюдали за атмосферой Юпитера и заметили ураганные ветры, циклоны, но самый большой интерес вызывает большое красное пятно (рис. 4), за которым ученые наблюдают на протяжении трехсот лет: оно то уменьшается, то увеличивается, на некоторое время исчезает, затем появляется вновь. Исследователи полагают, что это гигантский атмосферный вихрь. Юпитер имеет около 65 спутников (рис. 5): Метида, Адрастея, Амалтея, Теба, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто (рис. 6), Леда, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе и другие. Самым крупным спутником является Ганимед.

Сатурн (рис. 7) - это шестая планета от Солнца, названа в честь древнеримского бога - покровителя земледельцев (рис. 8). Сатурн располагается в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля. А по своему строению он очень напоминает Юпитер. Уникальность планеты заключается в том, что именно Сатурн имеет самые широкие кольца (рис. 9), их ширина достигает нескольких десятков тысяч километров, хотя в толщину они порой не более одного километра. Количество спутников, по самым современным данным, достигает 62. Температура на поверхности опускается ниже - 170°С.

Уран (рис. 10) - это первая планета, которая была открыта в 1781 году с помощью телескопа Уильямом Гершелем, хотя вначале он перепутал ее с кометой. Позже было доказано, что Уран - самостоятельная планета. Из-за того, что планета окрашена в светло-голубой цвет, ее назвали в честь древнегреческого бога (рис. 11), олицетворявшего небо. По размерам Уран в 4 раза больше нашей Земли и в 15 раз массивнее. В основном состоит из Водорода (Н 2) и Гелия (Не), а в центре него находится каменное ядро. Температура на поверхности достигает - 200°С, а скорость ветров достигает 100 км/час. Удивительно для науки то, что ось вращения Урана практически лежит в плоскости ее орбиты. Уран описывают 9 колец, и 27 спутников вращаются вокруг него.

Нептун (рис. 12) - это восьмая планета Солнечной системы, которая была открыта только после изобретения телескопа и названа в честь бога воды (рис. 13). Независимо друг от друга два ученых - англичанин Джон Адамс и француз Урбен Леверье - предположили, что на орбиту вращения Урана влияет какое-то небесное тело, а проведенные расчеты указали место для поиска новой планеты. Так 23 сентября 1846 года в берлинской обсерватории Йоганн Галле открыл новую планету. Нептун и Уран походят друг на друга, потому что Нептун также состоит, в основном, из водорода и гелия, а температура на поверхности очень низка из-за удаленности от Солнца. По современным данным, Нептун имеет 13 спутников.

Мир достижений и открытий науки очень интересен и разнообразен. Что в себе скрывают планеты-карлики, в чем их характерные особенности и отличия от других небесных тел, мы узнаем на следующем уроке.

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. - 8-е изд. - М.: Просвещение, 1992. - 240 с.: ил.

2. Овчарова Е.Н. Природоведение 5. - М.: Ассоциация ХХI век.

3. Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 / Под ред. Вахрушева А.А. - М.: Баласс

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. - 8-е изд. - М.: Просвещение, 1992. - с. 155, задания и вопросы. 1, 2.

2. Дайте общую характеристику планетам-гигантам.

3. Почему Уран назван в честь бога неба?

4. * Сколько световых лет занял бы полет на Нептун? Подумайте над скоростью, с которой должна лететь космическая ракета.

В нашей солнечной системе на сегодняшний день учёные насчитывают восемь планет. Четыре планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун учёные выделяют в отдельную группу «газовых гигантов», вместе они составляют 99% массы вещества, которое находится на орбитах вращения принадлежащих Солнцу. В статье представлены самые интересные факты о планетах-гигантах .

Визитной карточкой Юпитера являются полосы на его поверхности , есть несколько теорий об их происхождении. Одна из теорий утверждает, что полосы появились в результате конвекции, этот процесс подразумевает подогревание и подымание одних слоёв атмосферы, охлаждение и опадание других.
Большое красное пятно, расположенное на Юпитере, атмосферное явление похожее на шторм, было открыто ещё в XVII веке . На планете обнаружены разряды молний, которые в три раза превышают мощность земных. Скорость порывов ветра превышает 600 км/ч, а их формирование обусловлено выходом тепла из недр газового гиганта.
Сейчас астрономам известно о существовании 67 спутников планеты Юпитер . Самые крупные - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты в XVII веке Галилео Галилеем.
Если название спутника Юпитера заканчивается на «е», например, Карме, Пасифе, это означает, что ни вращаются в противоположную сторону относительно осевого вращения газового гиганта .
У Юпитера самая большая в Солнечной системе скорость вращения вокруг своей оси , полный оборот планета совершает за 9 ч 50 мин. На Юпитере нет смены времён года, это обусловлено небольшим наклоном оси, вокруг которой вращается «гигант», чуть более 3 градусов, для сравнения Земля имеет 23,5.
На северном полюсе Сатурна есть шестиугольник образованный облаками , причем его форма стремится к правильной, причины его возникновения неизвестны. На обоих полюсах ученые обнаружили северные сияния овальной и спиралевидной форм.
Чтобы сделать полный оборот, вокруг Солнца, Сатурну требуется почти 30 земных лет, но смена дня и ночи за это время происходит всего ~10 раз . Разные части этого газового гиганта вращаются с разной скоростью, «1 зона» имеет интервал вращения 10 ч 14 мин, «2 зона» - 10 ч, 34 мин, «3зона» - 10 ч 39 мин.
Из всей группы планет гигантов у Сатурна самые заметные кольца, состоят они из частичек льда . Кольца Сатурна очень тонкие, меньше 1 километра, в 1921 году весь мир решил, что кольца исчезли, так произошло из-за того, что кольца стали под определенным углом и приборы того времени не позволяли их увидеть.
Открытие Урана произошло в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем, он стал первой планетой, обнаруженной в современном мире . Изначально этого Газового гиганта принимали за звезду, позже за комету. Первым названием планеты было «Георг», в честь Георга III, который правил в Англии во времена её открытия.
Атмосфера на 98% состоит из водорода и гелия, но в отличие от двух других планет гигантов, Уран и Нептун в своих недрах содержат большое количество льда . Атмосферные явления на Уране крайне незначительны, это обусловлено низкими температурами на планете, он является самой холодной планетой в нашей солнечной системе.
Ось вращения Урана смещена под углом почти 98 градусов относительно его вращения вокруг Солнца , вследствие чего к Солнцу обращены попеременно разные части. День и ночь сменяют друг друга попеременно на полюсах каждые 42 земных года.
Уран стал второй планетой, у которой была обнаружена система колец . Ученые склоняются к мнению, что кольца сформировались не вместе с Ураном, а позже, при разрушении какого-то его спутника. Насчитывают 13 колец, внутренние кольца серого цвета, средние красного, а два внешних синего.
По составу атмосферы и тела Нептун больше всего похож на Уран, но синий окрас ему придает значительное содержание метана в атмосфере . Ученые предполагают, что на этой планете дуют самые быстрые ветры во всей Солнечной системе, до 2100 км/ч. Предположительная температура на поверхности -220 градусов, а в недрах планеты 7000–7100.
С Земли Нептун можно наблюдать только один раз за его год (в день открытия 26 сентября 1846 года, позже в 2011 году). В 2011 году на Нептуне прошел ровно год с момента его открытия, он составил 164,79 земных лет.
Самый большой спутник Нептуна, Тритон, вращается вокруг планеты в обратном направлении относительно её вращения . Движение Тритона происходит по спирали и примерно через 10 миллионов лет будет разрушен после преодоления предела Роша.

Планеты-гиганты – это четыре планеты, которые нельзя перепутать с четырьмя планетами земной группы, не только по их размеру, но и по их химическим компонентам. Смотрите на фото.

Планеты-гиганты огромны, газообразны, богаты водородом и разрежены, а вот планеты группы Земли наоборот – малы, плотны, тверды и бедны на водород. Вы узнаете интересные факты, которые известны ученым о планетах гигантах. Все самое интересное и необычное о загадочных больших планетах.

Химический состав

Химические компоненты планет-гигантов подобны химическим компонентам Вселенной, они состоят в своей основе из гелия и водорода.

А вот у планет группы Земли совершено другой состав - у Земли нет того богатства водорода, который есть у Вселенной.

Самой крайней (внешней) планетой солн. системы является гигант Плутон. Он является редким исключением из общей схемы - химические компоненты этой планеты близок к группе Земли, а вот размеры его – ближе к размерам группы гигантов. Скорее всего, его можно сопоставить со спутниками далеких планет.

Итак, планеты-гиганты в нашей системе: Нептун, Юпитер, Уран, Сатурн.

Такие планеты гораздо больше планет нашей Земной группы, во много раз, к примеру, самый маленький член этой группы (Уран) почти что в пятнадцать раз больше нашей родной планеты (если быть точнее, то в четырнадцать с половиной раз).

Самая большая планета - Юпитер

Самой большой, даже среди планет-гигантов, является Юпитер. Название этой планеты было придумано еще древними астрономами. Так звали древнего главу всего римского пантеона богов. По близости солнцу Юпитер является пятой планетой. Атмосферу ее составляет примерно восьмидесяти четырех процентный водород и пятнадцати процентный гелий. Кроме того имеются небольшие вкрапины ацетилена, этана, аммиака, фосфина, метана, водного пара.

Юпитер покрыт оболочкой из океана водорода. Огромное отличие Юпитера от остальных планет состоит в том, что Юпитер излучает радиоизлучение, которое мы можем зарегистрировать и тут у нас, на Земле.

Поверхность планет-гигантов нельзя назвать ни твердой, ни жидкой

В самом верху поверхности – газы, которые, приближаясь к центру планеты, переходят в жидкое состояние.

Между прочим - именно такое явление и позволяет нам говорить о том, что у планет-гигантов нет поверхности, то есть о состоянии, когда нет явного перехода от газообразного к твердому или жидкому состоянию.

В виду того, что поверхность самих планет совершено не твердая, то вращение самой планеты происходит не целиком, а как бы слоями. Самому быстрому вращению подвержена зона экватора, а самой медленной зоной вращения является зона полюсов.

Спутники больших планет

Каждая планета-гигант имеет свои спутники.

Всего у планеты Юпитер известно на сегодняшний день около пятнадцати спутников.

У планеты Сатурн спутников семнадцать.

У планеты Уран спутников пять.

А у Нептуна – два спутника.

Все эти спутники называются лунами. Так вот, у некоторых их названных лун размеры такие же, как у нашей Луны, у Земной, а порой и даже в несколько раз превышают по площади нашу Луну.

Самые крупные спутники любой планеты-гиганта (например, Титан, Ио, Ганимед) обладают вокруг себя разряженной атмосферой. Более мелкие спутники, размеры которых равны Луне или меньше ее, вообще не имеют атмосферы. Собственно, в совокупности спутников сорок четыре.

Система спутников любых планет-гигантов схожи с солнечной системой, но в более маленьком размере. Самое большое сходство с нашей системой представляет собой спутниковая система планеты Юпитер. Между прочим, и происхождение самих спутников похоже на образование систем планет, а между тем, есть теория, что некоторые из спутников ранее сами представляли собой самостоятельные небесные тела, которые позже были просто пойманы тяготением (силой тяжести) других планет, когда спутники просто близко проходили мимо тех самых планет.

Планетарные кольца

Большинству людей известно о том, что у планеты-гиганта Сатурн есть свои кольца.

Однако мало кто знает, что другие планеты-гиганты также обладают кольцами, которые, однако, не так ярко выражены, как у планеты Сатурн. У остальных планет эти кольца очень плохо различимы при рассматривании их невооруженным глазом и неподготовленным человеком.

У каждой планеты-гиганта в центре свое твердое ядро

По меркам самих планет-гигантов ядро это - совершенно небольшое, однако если сравнивать эти ядра с ядрами планет земной группы, то любое из них гораздо больше ядер земных планет.

А вот еще интересный факт о Юпитере!

Притяжение на Юпитере несколько иное, чем на Земле. Если на нашей планете человек весит около ста килограммов, то на Юпитере его вес составит двести шестьдесят четыре килограмма.

Да и сама планета гораздо больше земли – в триста восемнадцать раз, а ядро Юпитера больше Земного в одиннадцать раз. Весом Юпитер больше массы всех остальных планет в Солнечной системе на семьдесят процентов.

Скорость вращения Юпитера гораздо больше скорости любой другой планеты нашей солн. системы. Наверное, именно поэтому день на Юпитере продолжается всего десять часов. Однако чтобы завершить до конца оборот вокруг солнца Юпитеру понадобится двенадцать земных лет.

Наверняка вы успели заметить из снимков, что на юпитере виднеется 1 большое красноватое пятно?

Это пятно – ни что иное как продолжающийся уже на протяжении целых трехсот лет шторм.

Не пропустите. . .

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

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

Структура планет-гигантов и их вращение

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

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

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

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

Атмосферные явления

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

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

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

Кольца и спутники планет-гигантов

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

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

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

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

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

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

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

Юпитер

ЮПИТЕР (астрологический знак G), планета, среднее расстояние от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного слоя близ экватора) ок. 10 ч, эквивалент диаметра ок. 142 800 км, масса 1,90·10 27 кг. Состав атмосферы: H 2 , CH 4 , NH 3 , He. Юпитер - мощный источник теплового радиоизлучения, обладает радиационным поясом и обширной магнитосферой. Юпитер имеет 16 спутников (Адрастея, Метида, Амальтея, Фива, Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, Леда, Гималия, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе), а также кольцо шириной ок. 6 тыс. км, почти вплотную примыкающее к планете.

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

Движение, размеры, форма

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

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

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

Масса Юпитера составляет 1,899*10 27 кг, что в 317,8 раз превосходит массу Земли, но при этом средняя плотность равна 1,33 г/см 3 , то есть в 4 раза меньше, чем у Земли. Ускорение свободного падения на экваторе 23,5 м/с 2 .

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

Строение и состав Юпитера

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

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

Физические и химические параметры

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

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

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

Спутники Юпитера

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

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

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

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

Кольцо Юпитера

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

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

Сатурн

САТУРН (астрономический знак H), планета, среднее расстояние от Солнца 9,54 а. е., период обращения 29,46 года, период вращения на экваторе (облачный слой) 10,2 ч, экваториальный диаметр 120 660 км, масса 5,68·10 26 кг, имеет 30 спутников, в состав атмосферы входят СН 4 , Н 2 , Не, NН 3 . У Сатурна обнаружены радиационные пояса. Сатурн - планета, имеющая кольца (см. Кольца Сатурна).

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

Движение, размеры, форма

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

Планета не имеет твердой поверхности, оптические наблюдения затрудняются непрозрачностью атмосферы. Для экваториального и полярного радиусов приняты значения 60 тыс. км и 53,5 тыс. км. Средний радиус Сатурна в 9,1 раз больше, чем у Земли. На земном небе Сатурн выглядит как желтоватая звезда, блеск которой меняется от нулевой до первой звездной величины. Масса Сатурна составляет 5,68 · 10 26 кг, что в 95,1 раз превосходит массу Земли; при этом средняя плотность Сатурна, равная 0,68 г/см3, почти на порядок меньше, чем плотность Земли. Ускорение свободного падения у поверхности Сатурна на экваторе равно 9,06 м/с 2 . Поверхность Сатурна (облачный слой), как и Юпитера, вращается не как единое целое. Тропические области в атмосфере Сатурна обращаются с периодом 10 ч 14 мин земного времени, а на умеренных широтах этот период на 26 мин больше.

Строение и состав

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

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

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

Спутники Сатурна

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

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

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

Кольцо Сатурна

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

Уран

УРАН (астрономический знак I), планета, среднее расстояние от Солнца - 19,18 а. е. (2871 млн. км), период обращения 84 года, период вращения ок. 17 ч, экваториальный диаметр 51 200 км, масса 8,7·10 25 кг, состав атмосферы: Н 2 , Не, СН 4 . Ось вращения Урана наклонена на угол 98 °. Уран имеет 15 спутников (5 открыты с Земли - Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер-2» - Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец.

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

Движение, размеры, масса

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

Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры).

Уран относят к числу планет-гигантов: его экваториальный радиус (25600 км) почти в четыре раза, а масса (8,7·10 25 кг) - в 14,6 раза больше, чем у Земли. При этом средняя плотность Урана (1,26 г/см 3) в 4,38 раза меньше, чем плотность Земли. Относительно малая плотность типична для планет-гигантов: в процессе формирования из газово-пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным «строительным материалом», тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.

Состав и внутреннее строение

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

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

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

Спутники Урана

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

История открытия Урана

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

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

Нептун

НЕПТУН (астрологический знак J), планета, среднее расстояние от Солнца 30,06 а. е. (4500 млн. км), период обращения 164,8 года, период вращения 17,8 ч, экваториальный диаметр 49 500 км, масса 1,03.10 26 кг, состав атмосферы: CH 4 , H 2 , Нe. Нептун имеет 6 спутников. Открыт в 1846 И. Галле по теоретическим предсказаниям У. Ж. Леверье и Дж. К. Адамса. Удаленность Нептуна от Земли существенно ограничивает возможности его исследования.

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

Движение и параметры планеты

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет - 0,009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30,058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км, что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см 3 , почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей. Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле.

Эффективная температура поверхностных областей - ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14)·10 3 К при давлении 7-8 мегабар.

Состав и внутреннее строение

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

Спутники Нептуна

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

История открытия

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

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

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

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

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

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

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

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

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