чем отличаются планеты гиганты

Общая характеристика планет гигантов

В группу планет гигантов входят: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все эти планеты (и особенно Юпитер) имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе — в 318 раз.

Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей; менее 10 ч требуется огромному Юпитеру, чтобы совершить один оборот. Причем экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные, т. е. там, где максимальны линейные скорости точек в их движении вокруг оси, максимальны и угловые скорости. Результат быстрого вращения — большое сжатие планет-гигантов (заметное при визуальных наблюдениях). Разность экваториального и полярного радиусов Земли составляет 21 км, а у Юпитера она равна 4400 км.

Планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; у Юпитера к середине 2001 года их обнаружено уже 28, Сатурна — 30, Урана — 21 и только у Нептуна — 8. Замечательная особенность планет-гигантов — кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Нептуна.

На фотографиях, переданных с борта американских АМС «Пионер» и «Вояджер», отчетливо видно, что газ в атмосфере Юпитера участвует в сложном движении, которое сопровождается образованием и распадом вихрей. Предполагается, что наблюдаемое на Юпитере около 300 лет Большое Красное Пятно (овал с полуосями 15 и 5 тыс. км) тоже представляет собой огромный и очень устойчивый вихрь. Потоки движущегося газа и устойчивые пятна видны и на снимках Сатурна, переданных автоматическими межпланетными станциями.

«Вояджер-2» дал возможность рассмотреть и детали атмосферы Нептуна.

Совокупность всех имеющихся сведений о планетах-гигантах дает возможность построить модели внутреннего строения этих небесных тел, т. е. рассчитать, каковы плотность, давление и температура в их недрах. Например, температура вблизи центра Юпитера достигает нескольких десятков тысяч Кельвинов.

В отличие от планет земной группы, обладающих корой, мантией и ядром, на Юпитере газообразный водород, входящий в состав атмосферы, переходит в жидкую, а затем и в твердую (металлическую) фазу. Появление таких необычных агрегатных состояний водорода (в последнем случае он становится проводником электричества), связано с резким увеличением давления по мере погружения в глубину. Так, на глубине, несколько большей 0.9 радиуса планеты, давление достигает 40 млн. атмосфер.

Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях планет-гигантов, связано существование значительных магнитных полей этих планет. Особенно велико магнитное поле Юпитера. Оно во много раз превосходит магнитное поле Земли, причем полярность его обратна земной (у Земли вблизи северного географического полюса расположен южный магнитный). Магнитное поле планеты улавливает летящие от Солнца заряженные частицы (ионы, протоны, электроны и др.), которые образуют вокруг планеты пояса частиц высоких энергий, называемые радиационными поясами. Такие пояса из всех планет земной группы есть только у нашей планеты. Радиационный пояс Юпитера простирается на расстояние до 2,5 млн. км. Он в десятки тысяч раз интенсивнее земного. Электрически заряженные частицы, движущиеся в радиационном поясе Юпитера, излучают радиоволны в диапазоне дециметровых и декаметровых волн. Как и на Земле, на Юпитере наблюдаются полярные сияния, связанные с прорывом заряженных частиц из радиационных поясов в атмосферу, а также мощные электрические разряды в атмосфере (грозы).

Источник

Планеты газовые гиганты: основные характеристики и сравнительная таблица

Астрономы делят все планеты Солнечной системы на две большие группы – землеподобные планеты и планеты-гиганты. Если первые во многом похожи на Землю, то гиганты – это совсем другие небесные тела.

Общая характеристика газовых гигантов

Главное отличие планет-гигантов заключается в том, что у них нет привычной нам твердой поверхности. Они представляют собой огромные шары, состоящие по большей части из газов. По этой причине их часто называют газовыми гигантами. Получается, что человеку никогда не удастся пройтись по поверхности Юпитера или Сатурна также, как по лунному грунту.

Однако всё же гиганты не состоят полностью из газов. Дело в том, что атмосфера по мере приближения к центру планеты становится всё более плотной, и в результате она переходит из газообразного состояния в жидкое. Однако четкой границы между океаном и атмосферой (как на Земле) у газовых гигантов нет. Кстати, состоит этот океан не из воды, а по большей части из жидкого водорода.

На ещё больших глубинах давление возрастает настолько высоко, что жидкий водород становится металлическим. Под слоем металлического водорода располагается ядро планеты, состоящее из предельно сжатых каменных пород.

Вторая важная особенность газовых гигантов – их огромные размеры. Самый маленький газовый гигант в Солнечной системе – это Нептун, чей средний радиус равен 24622 км. Для сравнения – наибольшей землеподобной планетой является сама Земля, чей радиус составляет всего 6371 км. Различие в массах ещё больше – Нептун в 17 раз тяжелее Земли. Самым же большим газовым гигантом является Юпитер. Его радиус оценивается в 69911 км, а масса превосходит земную почти в 318 раз.

Для Солнечной Системы характерно то, что все планеты-гиганты располагаются значительно дальше от центральной звезды, чем орбиты землеподобных планет. Если Марс, наиболее далекая от светила планета земной группы, никогда не удаляется от Солнца на расстояние, большее 250 млн км, то ближайший к звезде гигант, Юпитер, никогда не приближается к ней ближе, чем на 740 млн км. Вообще принято делить Солнечную систему на две области – внутреннюю, в которой расположены орбиты землеподобных планет, и внешнюю, где лежат орбиты гигантов.

Газовые гиганты отличаются тем, что день на них существенно короче, чем на Земле. Например, Юпитер совершает оборот вокруг своей оси примерно за 10 часов, а Нептун – за 16 часов. В то же время из-за большой удаленности от Солнца год на этих планетах длится очень долго. На Нептуне его продолжительность составляет 164 земных года. В результате один год на планетах-гигантах состоит из тысяч и даже десятков тысяч дней.

Планеты-гиганты обладают огромным количеством спутников. На 2020 г. известно о 79 спутниках Юпитера, 82 сателлитах у Сатурна, 27 лунах Урана и ещё о 14 нептунианских спутниках. В тоже время у 4 землеподобных планет в сумме есть только три сателлита: Луна (вращается вокруг Земли), Фобос и Деймос (принадлежат Марсу). Стоит отметить, что спутники газовых гигантов сильно отличаются по размеру, но крупнейшие из них (Ганимед и Титан) по своему радиусу превосходят Меркурий.

Помимо спутников гиганты обладают и кольцами. Впервые они были открыты у Сатурна ещё в 1656 г. с помощью обыкновенного телескопа с 50-кратным увеличением. Кольца остальных гигантов удалось обнаружить только во второй половине XX в., во многом благодаря пролету рядом с этими планетами космических зондов. Кольца гигантов представляют собой множество мелких частиц пыли и газа, которое всегда располагается в точности над экватором планеты.

В химическом составе планет-гигантов преобладает водород. Его доля может составлять от 80% (Нептун) до 96% (Сатурн). Вторым по распространенности элементом является гелий. На все остальные вещества приходится не более 2-3% массы планеты.

Таблица «Сравнительная характеристика планет-гигантов»

Список использованных источников

Источник

Планеты газовые гиганты. Планеты гиганты кратко. Отличие планет гигантов, отличие земных планет от гигантов

«Ледяные гиганты» по своей величине уступают лишь Солнцу. Масса Юпитера в 317,8 раз больше Земли, но вокруг своей оси небесное тело вращается менее чем за 10 часов. На газовых гигантах отсутствуют времена года, а некоторые из них имеют больше 70 спутников. Сегодня остановимся на основных характеристиках гигантов, их сходстве и существенных различиях.

Планета гигант что это

По составу и отдаленности от Солнца небесные тела делятся на две группы:

Какие планеты относятся к планетам гигантам

Астрономы считают, что гиганты впервые появились из скалистых и ледяных планет. Их строение было аналогично земному, но размер ядер позволил гигантам (особенно Юпитеру и Сатурну) захватывать и накапливать из газового облака водород и гелий.
Внешние планеты в несколько раз превышают размеры земных тел. Отсутствие твердых поверхностей ведет к низкой плотности. Например, если гигантский Сатурн погрузить в огромную ванную, он будет держаться на воде. Каждая из внешних планет имеет сильное магнитное поле, систему колец и множество спутников.

Какие планеты солнечной системы гиганты

К гигантам относят всего четыре планеты.

Радиус Юпитера почти в 11 раз превышает земной. Он насчитывает около 80-ти спутников. Плотное ядро из камней и льда окружает облако из водорода и гелия. Этот гигант известен людям еще с древности, т.к. виден на небе невооруженным глазом.

Сатурн выделяется тонкими большими кольцами. Происхождение плоских концентрических образований неизвестно. Планета насчитывает 62 подтвержденных спутника. Атмосфера гиганта аналогична атмосфере Юпитера.

Радиус Урана в четыре раза больше земного. Это единственная планета гигант, которая вращается в обратную сторону. Огромное небесное тело также можно узнать по его наклону. Оно буквально лежит на боку. Гиганта окружает 27 спутников.

Нептун имеет аналогичный Урану радиус. Гигант насчитывает 14 подтвержденных спутников. Планету открыли в 1846 году.

Состав планет гигантов

«Газовые гиганты» отличаются большими размерами, огромной массой и низкой плотностью. Самый распространенный газ в окружении их ядер — водород с небольшим процентом гелия. Предполагают, что каждая из планет имеет ядро из более тяжелых материалов. Это подтверждает подробный анализ гравитационных полей. Ядра представляют собой скальные и ледяные тела, образовавшиеся до захвата газа из окружающей туманности. Давление во внутреннем слое достигает десятков миллионов бар. Под «камнем» ученые подразумевают любой материал, состоящий из железа, кислорода и кремния. К ледяным телам относят материалы, состоящие в основном из углерода, азота и кислорода в сочетании с водородом.
Тяжелую атмосферу Юпитера и Сатурна заполняют слои молекулярного и жидкометаллического водорода. Ледяной слой над твердым каменным ядром Урана покрыт газообразной атмосферой. Водно-аммиачный океан мантии Нептуна покрывает его скалистое ядро.

Какими астрономическими знаками обозначают планеты гиганты

Каждая гигантская планета имеет свой астрологический код, который несет языческое начало.

Сходство планет гигантов

Масса планет гигантов

По составу и внутренней структуре Юпитер аналогичен Сатурну, хотя он почти в четыре раза тяжелее «несостоявшейся звезды». Уран и Нептун намного легче своих больших собратьев.
Юпитер, гигант среди гигантов. Его диаметр примерно в 11 раз больше земного и примерно в десять раз больше солнечного. Средняя плотность — 1,3 г/см3, что намного ниже, чем у любой из планет земной группы.
Масса Сатурна в 95 раз превышает земную. Средняя плотность гиганта ниже плотности воды и составляет всего 0,7 г/см3.
Уран и Нептун по весу в 15 раз превышают земную массу, и только на 5% массивнее Юпитера. Их плотность 1,3 г/см3 и 1,6 г/см3, что значительно выше, чем у Сатурна. Поэтому не удивительно, что состав и структура Урана и Нептуна существенно отличается от первых газовых гигантов.

Химический состав атмосферы планет гигантов

Две самые большие планеты, Юпитер и Сатурн, имеют почти тот же химический состав, что и Солнце. Они состоят в основном из двух элементов — водорода и гелия, причем 75% их массы составляют водород и 25% гелий. На Земле водород и гелий являются газами, поэтому Юпитер и Сатурн иногда называют газовыми планетами. Обе планеты настолько велики, что газ внутри них сжимается до жидкого состояния. Основная масса гигантов состоит из сжиженного водорода, поэтому их называют жидкими планетами. Под действием силы тяжести более тяжелые элементы опускаются к внутренним частям жидкой или газообразной планеты.
Уран и Нептун намного меньше своих собратьев, но у каждого из них есть ядро из камня, металла и льда. Эти планеты имеют гораздо меньшую атмосферу пропорциональную своим ядрам.

На внешних планетах преобладает водород и его многочисленные соединения.

Таблица планет гигантов

«Ледяные гиганты» до сих пор хранят множество тайн, но с каждым годом их становится все меньше и меньше.

Источник

Планеты гиганты

Какие планеты относятся к планетам-гигантам

Планетами-гигантами (еще их называют планетами Юпитерианской группы) считаются такие планеты как Сатурн, Нептун, Уран и Юпитер.

Юпитер – крупнейшая планета в Солнечной системе, он занимает пятое место по дальности расположения от Солнца – 5,2 а.е. Эта планета выделяет тепловое радиоизлучение, имеет пояс радиации и широкую магнитную сферу. У Юпитера есть 69 спутников и кольцо с шириной примерно 6 000 километров.

Сатурн занимает второе место в Солнечной системе по своим размерам. Его окружают кольца, неплохо заметные посредством телескопа. Первым их увидел Галилей в XVII веке, когда создал свой телескоп. Сами по себе кольца плоские, включают в себя различные небольшие спутники Сатурна, всего спутников 62. У планеты есть собственный пояс радиации.

Уран расположен на седьмом месте по дальности от Солнца. Он обладает 15 спутниками. 5 из них видны с земной поверхности, а еще 10 были под наблюдением с помощью летательного аппарата «Вояджер-2». К тому же у планеты есть собственная кольцевая система.

Нептун находится дальше всего от Солнца из рассмотренных планет, примерно 30 а.е. Период вращения составляет почти 165 лет. У него в наличии 6 спутников. Из-за того, что Нептун расположен довольно далеко от земной поверхности, исследовать его довольно затруднительно.

Характеристика планет-гигантов

Все планеты, входящие в состав этой категории, и особенно Юпитер, обладают колоссальной массой и размерами. Например, Юпитер больше по размеру, чем наша родная планета, примерно в 1,5 тыс. раз, а по массе – свыше, чем в 300 раз.

Все эти планеты с достаточно большой скоростью обращаются вокруг собственной оси. Например, огромному Юпитеру необходимо меньше десятка часов, чтобы сделать целый виток. В это время зона экватора имеет большую скорость обращения, нежели зона полюсов, то есть как раз там, где максимум линейного перемещения точки, когда она движется вокруг оси, максимум и углового перемещения. Результатом большой скорости обращения является то, что планета-гигант сильно сжата. Это можно заметить, просто посмотрев на нее.

Планета-гигант расположена вдали от центра солнечной системы, и не важно, как сменяются сезонные периоды, здесь всегда наблюдается пониженная температура. Например, на Юпитере время года не сменяется совершенно, потому как его ось находится почти под прямым углом к орбитальной плоскости. Интересно сменяются сезоны на Уране, потому как его ось находится под наклоном к орбитальным плоскостям под углом, составляющим 8 градусов.

Одна из отличительных особенностей планет рассматриваемой категории – наличие большого числа спутников. У Юпитера на момент подсчета в 2001 году было замечено 28 спутников. у Сатурна – три десятка, Урана – 21 и лишь у Нептуна их относительно немного – всего 8. Любопытное свойство планеты-гиганта составляет ее кольцо, оно открыто как у Сатурна, так и у остальных планет этой категории.

Одна из главных черт в строении планеты-гиганта – отсутствие твердой поверхности. Это свойство хорошо соответствует с небольшими средними частотами данных планет. Поэтому все то, что можно увидеть у самых больших планет, происходит в их соответствующих атмосферных слоях. На поверхности Юпитера можно заметить полоски, протянувшиеся по экваториальной зоне. В высшем слое Юпитера, который вобрал в себя гелий и водород, в качестве примесей можно заметить химические соединения, углеводородные элементы, а также разнообразные вещества, которые могут придать коричневые, красноватые и желтые оттенки атмосферным компонентам. В этом плане, по химическим свойствам, планеты данной категории сильно отличаются от представителей земной категории.

Что общего у планет-гигантов

Изучив свойства планет Юпитерианской группы, можно выявить основные общие свойства, характерные для каждого представителя:

Чем отличаются планеты-гиганты от планет земной группы

Планеты земной группы имеют весомые отличия от планет-гигантов, прежде всего, по физическим качествам. Это происходит в основном из-за дальности расположения от Солнца и массы этих объектов.

Планеты земной группы располагаются на меньшем расстоянии от Солнца, поэтому к ним поступает больше энергетических запасов, поверхности более подвержены нагреванию посредством лучей солнца. Чем ближе расстояние планеты к центру Солнечной системы, тем выше температурные условия на ней. Кроме того, планеты различаются по химическому содержанию. Представители земного типа имеют низкое число легких газов, но много тугоплавких элементов. А вот планеты типа Юпитер наделены не большой плотностью, потому как в составе имеют лишь легкие вещества, например, гелий и водород.

Планетарная масса зависит от того, есть ли на поверхности атмосфера, и если есть, какова она по своим свойствам. У планеты гравитация тем больше, чем больше ее масса. Если сила притяжения слабеет, то планета ускоренно теряет атмосферу. Атмосферный состав и характер плотности зависит расстояние от центра Солнечной системы.

Скорость обращения вокруг своей оси у планет Юпитерианской группы выше, нежели у остальных представителей. Благодаря тому, что вращаются они очень быстро, форма гигантских планет отлична от шарообразной, она сжата. У этих планет большое число спутников, а также есть кольцевые системы, но эти же качества не присущи представителям планет типа Земля. Есть лишь пара марсианских спутников и один земной.

Особенности планет-гигантов

Масса каждого из представителей этой группы в разы превышает массу всех представителей типа Земля вместе взятых. Но плотность гигантских планет очень мала, даже не выше, чем у воды. Это происходит потому, что планеты типа Юпитер представляют собой, по сути, огромные шары газа. Именно по этой причине ни у кого не получится ступить на поверхность каждой из них. Но все же, благодаря тому, что планета сильно сжата, что происходит под воздействием гравитации, гигантские планеты обладают твердым ядром с замороженной оболочкой.

Все планеты Юпитерианской группы обладают десятками спутников, к тому же множество из них по размерам превосходят земной спутник. Любопытно, что качества спутников гигантов сильно похожи на планеты земной группы, например, у многих представителей есть твердая поверхность.

Помимо всего прочего, каждую из планет Юпитерианской группы окружают кольца, включающие в себя многочисленные космические объекты.

Атмосфера планет-гигантов

Неизвестно, как представлена внешне оболочка гигантских планет. В их атмосферных слоях можно разглядеть лишь полоски облаков, которые тянутся вдоль экватора благодаря направлению, в котором планета вращается. Атмосфера планет Юпитерианской группы включает в себя в основном аммиачные и метановые частицы, в составе которых присутствует водород. Исходя из исследований, водород – основная составляющая этого типа планет, в особенности Юпитера. Внутри планет вещество сжимается до плотности, которая в десятки раз выше плотности воды. Ученые считают, что оболочку гигантских планет составляют лед и газы, которые замерзли. Это случилось, потому что по расчетам и измерениям температура атмосферных слоев этой планеты составляет 138 градусов ниже нуля, а у планет, которые расположены еще дальше от центра солнечной системы, этот показатель еще ниже.

Спутники планет-гигантов

У любой планеты этой группы есть свои спутники, причем в многочисленном количестве. Особенно много их у Юпитера и Сатурна. Причем постоянно открываются и исследуются новые спутники, поэтому их число время от времени растет. Минимальные объемы и массу спутников не установили, из-за чего у Сатурна эти показатели приблизительные: если рядом с ним находят объект диаметром около 30 метров, то считать его спутником или все-таки частью кольцевой системы?

Среди спутников гигантских планет тех, которые небольших размеров, гораздо больше, чем те, что огромные. Маленькие спутники – это обычно глыбы, не сформированные в шар, чаще всего они ледяные. При размере меньше 500 километров, они не могут при помощи собственных гравитационных сил стать правильной формы. На вид они напоминают астероиды и ядра комет. Возможно, что какие-то из них как раз и являются чем-то подобным, потому что их движение происходит вдалеке от планет, причем по довольно необычным орбитальным направлениям. Планета, возможно, присвоила их, а спустя какой-то временной период может снова лишиться. Небольшие спутники, которые похожи на астероиды, еще довольно плохо исследованы.

Каждый небольшой спутник имеет на себе множественные отметины от ударов. Это происходит потому, что иногда между ними, а также между оказавшимися случайно в этом месте телами происходят столкновения. Частицы могут стать раздробленными или же, наоборот, соединиться в одно целое. Именно по этой причине выяснить их историческое возникновение – дело очень затруднительное. Но все же среди массы спутников есть и такие, которые связаны с планетой на уровне генетики, потому как их движение происходит неподалеку от планеты в плоскости экватора. Поэтому, скорее всего, такие спутники имеют то же происхождение, что и планеты, к которым они пристроены.

Наиболее интересны большие спутники-планеты. Юпитер имеет в наличии четыре подобных спутника, а у Сатурна – один. Эти спутники по своим свойствам практически невозможно отличить от обычных планет. Просто они двигаются не только под солнечным контролем, но и под контролем более крупными планетами.

Кольца планет-гигантов

Всем известно, что планета, у которой есть кольцо, – это Сатурн. Но при детальном изучении можно узнать, что кольцами обладают все планеты Юпитерианской группы. С земной поверхности они не видны. К примеру, кольцо Юпитера нельзя заметить посредством телескопа, но можно взглянуть на него, используя контровое освещение, когда зонд видит планету с обратной от дневной стороны. Его кольцевая система содержит темные и маленькие части, которые по размеру как протяженность световой волны. Они почти не способны отразить свет, но способны к его рассеиванию.

Нептун и Уран оснащены тонкими кольцами. По сути идентичных колец у этих планет не бывает, они все имеют отличия. Шутя, можно сказать, что даже наша планета имеет свое собственное кольцо, но только оно не природное, а рукотворное, состоящее из множества спутников, которые находятся на орбите.

Почти невозможно уловить какую-нибудь связь между кольцевыми свойствами. Кольца Сатурна по цвету белоснежные, а остальные очень темные. У Юпитера все составляющие элементы кольцевой системы довольно толстые.

Кольцевая толщина при их огромном диаметре в тысячи км удивительно маленькая. Если провести аналогию кольцевой системы Сатурна с бумажным листом, то при его обычной толщине, он был бы размером с поле для футбола.

Каждая гигантская планета обладает собственным кольцом, происхождение которого наука пока что точно не установила. Чаще всего кольца расположены в области экватора и совершают обороты в идентичную с планетой сторону.

Характеристики поверхности планет-гигантов

Отличительной чертой гигантских планет нашей системы является то, что эти космические тела не обладают поверхностью как таковой, потому что их атмосферные слои перетекают в консистенцию жидкости. Во внутренней части планет есть относительно малое по размерам ядро, но оно превышает по объемам любого из представителей, входящих в категорию планет типа Земля.

Химический состав планет-гигантов

Сатурн и Юпитер имеют в своем составе легкие вещества, такие, как водород и гелий. Нептун и Уран в огромном количестве обладают аммиаком, метаном и еще некоторые не очень тяжелые элементы. У них также имеются и другие компоненты, правда, их количество значительно ниже. Исследователи выяснили, что если растет масса планеты, то вырастает и его атмосферный слой. Поэтому наиболее широкой атмосферой наделены все планеты кроме Сатурна, потому как они схожи по своим параметрам. Различие в перечне химического состава объектов обуславливается эволюционным развитием нашей системы планет.

Строение и плотность планет-гигантов

Как уже было отмечено ранее, главной чертой в строении представителей Юпитерианской группы является то, что они не обладают твердой оболочкой, а в имеют лишь легкие вещества в своем составе: гелий и водород. Все, что возможно разглядеть на них, творится в атмосферных слоях. На поверхности Юпитера можно увидеть полоски, которые видны даже в маленькие телескопы. Эти полоски протяженны вдоль экваториальной линии. В высших слоях атмосферы этой планеты можно обнаружить элементы, которые красят атмосферные части в разные оттенки. Плотность же гигантских планет в несколько раз меньше плотности представителей земной группы.

Источник