Планеты-гиганты расположились за орбитами астероидов Главного Пояса. Это, в порядке их удалённости от Солнца, Юпитер Сатурн Уран Нептун. - презентация

1

2 Планеты-гиганты расположились за орбитами астероидов Главного Пояса. Это, в порядке их удалённости от Солнца, Юпитер Сатурн Уран Нептун.

3 Уже давно астрономы знают, что планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Самый лёгкий гигант – Уран – в 14,5 раза массивнее Земли. Но даже самая массивная планета Солнечной системы – Юпитер – в раз уступает в этом показателе Солнцу. Впрочем, надо сказать, что по астрономическим меркам эту разницу можно назвать значительной, но не огромной. В то же время, плотность планет-гигантов 3-7 раз уступает плотности планет земной группы.

4 Движение планет-гигантов На рисунке представлены орбиты планет-гигантов и Плутона. С помощью верхнего изображения мы смотрим на Солнечную систему с точки, расположенной над северным полюсом Солнца. Эксцентриситет орбит Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна не заметен на глаз, этого нельзя сказать об орбите Плутона. Нижний же рисунок позволяет нам взглянуть на Солнечную систему "с ребра". Видно, насколько орбита Плутона сильно наклонена к плоскости орбит других планет. Эти планеты быстро совершают один оборот вокруг своей оси (10-18 часов). При этом, они вращаются слоями: слой планеты, расположенный вблизи экватора, вращается быстрее всего, а околополярные области являются самыми неторопливыми. Как мы увидели раньше, планеты-гиганты – нетвёрдые планеты, этим обстоятельством и вызвано их необычное вращение. По той же причине гиганты сжаты у полюсов, что можно заметить в простой телескоп. Солнце, являясь газовым шаром, тоже вращается слоями, но с периодом суток.

5 Химический состав планет-гигантов. Вещество, из которых сложены тела Солнечной системы, можно условно разделить на три группы. Во- первых, это горные породы, состоящие из различных минералов, которые нам хорошо известны на Земле. Современные знания позволяют прогнозировать характер глубинных пород, из которых состоят земные недра. Анализ доступного в настоящее время внеземного вещества показал его общее подобие веществу земному по химическому и минералогическому составу. Основными минералообразующими элементами во всех случаях являются кремний, железо, алюминий, магний и титан в окисленном состоянии, то есть при значительном включении кислорода в химические соединения. Средняя температура плавления этих материалов достигает около 2000 К. Условно эту группу можно назвать "земным веществом". Углерод, азот, кислород и в меньшем количестве водород, входящий в некоторые химические соединения, составляют распространённую группу планетных летучих веществ. В виде газов эти элементы образуют атмосферы отдельных планет или крупных спутников. Но чаще летучие компоненты вещества Солнечной системы существуют при температурах ниже 273 К в твёрдом состоянии, то есть в виде льда. Поэтому эту группу назовем условно "льдами". Наконец, такие газы, как водород и гелий, наиболее обильно встречающиеся на Солнце, с небольшими примесями неона, аргона и некоторых других элементов отнесем к группе "солнечного вещества". Температура кипения подобной смеси составляет около 15 К. Юпитер и Сатурн, их атмосферы состоят из легких элементов: водорода и гелия. Уран и Нептун в значительной степени содержат в себе метан (CH 4 ), аммиак (NH 3 ), воду и другие не слишком тяжёлые соединения. Другие элементы тоже есть, но их гораздо меньше. Учёные выяснили, что с увеличением массы гиганта растет и его атмосфера. Следовательно, самой обширной атмосферой обладает Юпитер. Уран и Нептун, близкие по массе, мало отличаются и своими атмосферами. Сатурн занимает промежуточное положение. Разница в химическом составе гигантов обусловлена ходом эволюции Солнечной системы. Т.о. "земное вещество" на 99% и более образует планеты земного типа, астероиды и отдельные спутники (например, Луну). Большая часть спутников, относящихся к системам планет-гигантов состоят в основном из "льдов" с некоторой примесью "земного вещества". (Те же составляющие, но в другой пропорции, характерны для комет). Юпитер и Сатурн в основном состоят из "солнечного вещества с примесями "льдов" и "земного вещества". Для Урана и Нептуна основным веществом, их образующих, являются "льды".

6 Ранние стадии развития планет Для первых сотен миллионов лет в истории Солнечной системы решающим фактором формирования планет и спутников была астероидная и кометная бомбардировка. Современное "лежачее" положение Урана, ось вращения которого наклонена к эклиптике на 98 º, по-видимому, является результатом столкновения с достаточно крупным телом.

7 Магнитные поля планет -гигантов. Магнитные поля планет-гигантов, в целом, превосходят магнитные поля планет земной группы. Интенсивность магнитного поля качественно определяется размерами магнитосферы планеты: пространства вокруг неё, в котором магнитное поле Солнца уступает планетному. Влияние солнечного ветра – потока заряженных частиц, вырывающихся с поверхности Солнца, – делает очертания магнитосфер несимметричными. В направлении Солнца магнитосферы сплюснуты и непротяжённы, зато в обратном направлении они сильно вытянуты (см. подробнее на примере магнитосферы Земли). У всех исследованных планет, кроме Сатурна, ось симметрии магнитного поля составляет значительный угол с осью вращения самой планеты.

8 Спутники планет-гигантов. Почти все естественные спутники планет в Солнечной системе вращаются вокруг планет-гигантов. Точное их число ещё не известно. Но лишь три из 102, известных на начало 2002 года спутников, имеют отношение к планетам земной группы. У Сатурна открыто 30 спутников, у Урана – 21, у Юпитера – 39, у Нептуна – 8. В наши дни эти данные меняются каждые несколько месяцев

9 Кольца планет-гигантов. Кроме спутников, все планеты-гиганты обладают кольцами – скоплениями мелких частиц, вращающихся вокруг планет и собравшихся вблизи плоскости их экваторов. Однако только Сатурн обладает внушительными по размерам кольцами. Остальные планеты-гиганты обладают лишь невнятными и еле различимыми колечками. Впрочем, планеты первой четвёрки не обладают и такими. Завершая наш планетный обзор, вспомним о различиях планет двух групп. Планеты земной группы обладают существенно меньшими размерами и массами, но большей плотностью. Они ближе расположены к Солнцу и, как мы знаем, быстрее движутся по орбитам. Кроме того, планеты земной группы гораздо медленнее вращаются вокруг своей оси и меньше сжаты у полюсов, чем планеты-гиганты. Последние имеют гораздо более внушительные атмосферы и магнитосферы. Они состоят, преимущественно, из легких элементов и веществ, у них нет твёрдой или жидкой поверхности. Число естественных спутников у планет этой группы велико: 98 из 102, известных в Солнечной системе на начало 2002 г. Также у планет-гигантов есть образования из мелких частиц – кольца, которые отсутствуют у планет земной группы. Сейчас астрономам известны девять больших планет. Однако планет земной группы и планет-гигантов набирается лишь восемь. Девятой планетой почти по всем статьям является Плутон – девятая по удаленности, девятая по массе и размерам. Она не подходит ни к одной из групп - ни к планетам земной группы, ни к планетам-гигантам. Плутон – ледяной шар с атмосферой из тяжёлых газов. Он больше походит на некоторые спутники планет-гигантов, причем даже кое-каким из них уступает в массе и размерах. Плотность Плутона примерно в два раза больше плотности воды. У Плутона есть один спутник. О магнитном поле планеты точно ничего неизвестно. Из-за своей удалённости эта планета изучена крайне плохо. На рубеже веков и тысячелетий астрономы стали подумывать об исключении Плутона из списка планет...