Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун складаються поереважно з газів. Ці великі планети часто називають газовими гігантами. Юпітер – найбільша із планет. Як і три інших гіганти, він оточений товстим шаром атмосфери, що складається переважно з водню і гелію. Ймовірно, усередині Юпітера є тверде ядро з льоду і каменю. Сатурн знаменитий тим, що його оточують яскраві кільця, утворені дрібними уламками криги, які обертаються навколо планети. Уран і Нептун також мають кільця.

Основна відмінність планет - гігантів від планет земної групи - їхні істотно більші масси і розміри. Водночас густини цих планет значно менші ніж у планет земної групи, що свідчить про різницю їх хімічного складу. Всі планети - гіганти мають потужні воднево - гелійові атмосфери з домішками аміаку і метану ( до 0,1%), а також великі системи спутників і кілець. Планети цієї групи обертаються навколо своєї осі набагато швидше ніж планети земної групи. При цьму кожна з них має помітно менший період обертання екваторіальних зон у порівнянні з приплюсненеми.

Такий закон обертання типовий для всіх газоподібних тіл, спостерігається і у Сонця. При цьому Юпітер, Сатурн та Уран і Нептун також досить чітко поділяються між собою на дві пари : Юпітер і Сатурн мають більші розміри, менші густини та менші періоди обертання, ніж Уран і Нептун. Чіткий поділ планет - гігантів на дві групи – це дуже важливий експереиентальний факт, який вимагає пояснення сучасною теорією походження та еволюції Сонячної системи.

Юпітер – найбільша планета сонячної систми, яка в період 11,86 земного року обертається навколо Сонця на відстані близько 5,2 а. о Юпітер швидше за всі інші планети обертається навколо своєї осі - зоряна доба на Юпітері триває 9 год.50 хв. чеаез швидке обертання його екваторіальний радіус ( км ) значно перевищує полярний ( км ). Планета помітно сплюснута біля полюсів. Маса Юпітера і сила тяжіння на його поверхні відповідно у 318 і 2,5 рази більші за земні показники.

Навіть у невеликий телескоп на Юпітері добре помітні світлі та темні смуги, що простягаються паралельно екватору. Вони порівняно стійкі протягом днів і тижнів, але поступово змінюється впрдовж років. Це вказує на їхню хмарову природу, на відносно стійкмй тип атмосферної циркуляції. Смуги мають різноманітне забарвлення, що змінюється з часом. Період обертання Юпітера, визначений за рухом деталей, розташованих на різних широтах, виявляється різним : він збільшується з ростом широти. Отже – смуги в середніх широтах рухаються повільніше ніж на екваторі.

У 1831 р. в південній півкулі Юпітера було виявлено славнозвісну Велику Чорну Пляму ( ВЧП ). Про неї було відомо і раніше, бо є свідчення спостереженнь Гука, на малюнках якого, виконаних ще рр. Теж є пляма. ВЧП орієнтована вздовж паралелі, імає розмври х км, а 100 років тому вони були у двічі більшими. Ця пляма – це потужний антицеклон, що обертається проти годинникової стрілки. Обертання всередині відбувається за шість земних діб.

Винекнення та існування ВЧП поєднане з різною швидкістю руху атмосферних мас, між якими вона знаходиться : маси, розташовані вище, рухаються прти годинникової стрілки повільніше, ніж ті, що нижче. Через тертя верхня частина ВЧП трохи гальмується, а нижня прискорюється, що і прозводить до утворення цьго надиво стійкого вихора.

В атмосфері Юпітера міститься близько 86% водню,14% гелію,0,7% мкеану,0,006% аміаку. В розрахунку на одиницю площі Юпітер отримує у 27 разів менше тепла від Сонця, ніж Земля. Його верхні шари, відбиваючи 50% сонячної енергії, повинні б мати темпаратуру близько 210 К. Проте прямі вимірювання як наземними засобами, так і за допомогою космічних апаратів вказують на більшу темпаратуру : вона на 17 К вища. Тобто надра планети дають свій власний потік енергії, всередньому у двічі більший, ніж вона отримує від Сонця. Цей додатковий потік тепла приводить до появи в атмосфері Юпітера бурхливих вертикальних течій з виносом догори гарячих мас газу, які після охолодження поринають назад.

Причиною переважання випромінюваної енергії над отриманою від Сонця можуть бути процеси гравітаційного стиснення первинної речовини, з якої сформувався Юпітер. За своїми характеристиками Юпітер займає провідне місце між планетами і зоряними утвореннями, і його остаточне формування ще й досі не завершилося. Юпітер не має твердої поверхні. За підрахунками вже на глибині кількох тисяч кілометрів речовина атмосфери плавно переходить у газоподібний стан.

Глибше рідкий водень переходить у металічну фазу - перетворюється на метал, у якому протони та електрони існують окремо. Останній перехід відбувається стрибком ; речовина, змінюючи свою фазу, стикається, при цьому виділяєтьсч додаткова енергія.

У 1955 році виявлено, що Юпітер являється потужним джерелом радіовипромінювання. Планета має магнітне поле, потужність якого у 50 разів більша ніж у земного. Це поле формує навколо планети протяжну магнітосферуз декількома радіаційними поясами. Електрони, прискорені в магнітосфері планети, тут же гальмуються її магнітним полем, випрамінюючи, головним чином у радіодіапазоні.

Чотири із 28 супутників Юпітера - Іо ; Європа ; Ганімед, і Каллісто – ще у 1610 р. Були відкриті Галілеєм, він же дав їм назви, тому їх часто називають галілеєвими. У 1979 р. Поблизу планети пройшли АМС Вояджер 1 і Вояджер 2 ( США ). Вони паредали на Землю зображення планети і супутників із близьких відстаней. Особливо вражають поверхні гелієвих супутників.

Поверхня Іо має жотувато - червоний колір. На супутнику зареєстровано 7 діючих вулканів. Вулканічні процеси на Іо проходять досить бурхливо : продукти викиду ( в основному це сполуки сірки ) піднімаються на висоту до 300 км.

Практично вся поверхня Європи покрита мережею тріщин, довжина яких, в окремих випадках сягає 1500 км. Напевно зовнішня оболонка Європи до глибин від 10 до 100 км сладається з водяного льоду. Вона відбиває до 70% сонячного світла, в тому середня темпаратура на поверхні Європи нижча, ніж У Іо, і становить 120 К.

Ганімед - найбільший серед супутників Юпітера, і взагалі у Сонячній системі. Існує припущення, що він значною мірою складається з води та льоду. Його поверхня відбиває до 40% сонячного світла і має темпаратуру близько 140 К.

Каллісто – четвертий Галілеєвий супутник, цікавий тим, що його відвернена від Юпітера сторона вкрита кратерами. Вважають, що їхній вік становит ь 4 млрд років, і виникли вони внаслідок потужного метеоритного бомбардування на ранковій стадії існування Сонячної системи. Каллісто - темний супутник, цікавий тим, що його поверхня - лід, забруднений пилом, відбиває лише 20 % сонячного світла. Через це і темпаратура на його поверхні найвища серед Галілеєвих супутників К.

Усі галілеєві супутники за своїми розмірами наближаються до планет, їхні всередині густини більші, ніж у Юпітера, а періоди їхнього осьового обертання і обертання навколо Юпітера майже збігаються. У березні 1979 року Вояджер 2 відкрив навколо Юпітера кільце. Воно подібне до кілець Сатурна, але значно менше за розмірами, і дуже тонке. Доречно згадати, що думку про існування Юпітера кільця, а також існування на супутниках великих планет внтенсивних вулканічних процесів ще у 1955 році. сміливо висловив київський астроном сергій Костянтинович Всехсвяцький.( ).

САТУРН

Сатурн - друга планета - велетень і шоста числом у сонячній системі. Майже в усьму подібна до Юпітера, вона обертається навколо Сонця з періодом 29,5 а. о. Зоряна доба на Сатурні триває 10 годин 14 хвелин. Через швидке обертання він також сплюснутий біля полюсів : полярний радіус планети менший від екваторіального. Як і в Юпітера, періоди його обертання у різних широтах не однакові. Маса Сатурна у 95 разів більша, за масу Землі, а сила тяжіння в 1,12 рази більша за Земну.

Сатурн має на диво низьку густину води – лише 0,7 г / см 2. і якби знайшовся такий велетенський океан з води, куди можна б було занурити Сатурн, він би не потонув. Така маленька густина свідчить про те, що, як і решта планет - гвгантів, Сатурн перпважно складається з водню та гелію.

Оскільки Сатурн знаходиться у 9,5 разів далі від сонця. ніж Земля, то за одиницею площі він отримує в 90 разів менше тепла, ніж вона. Згідно з розрахунками температура зовнішньго шару хмарового покриву становити 80 К. насправді ж темпаратура атмосфери планети дорівнює 90 К. отже Сатурн, як і Юпітер. перебуває у стані повільного стискання.

На диску жотуватог кольору окремі деталі верхніх шарів атмосфери Сатурна проявляються значно слабкіше, ніж на Юпітері. Та все ж приекваторвальні твемні смуги видно досить добре. Помітно також, що приполярні зони здаються злегка зеленуватими. Окрім того, час від часу появляютьтся світлі й темні плями, завдяки яким і було визначено період обертання Сатурна.

У верхніх шарах хмарового покриву спостерігаються сильні вітри, швидкісь яких в екваторіальній зоні досягає 110 м / с. Як і Юпітер, Сатурн має магнітне поле, радіаційні появи, є джерелом радіовипромінювання. Серед планет - гігантів Сатурн найбільше вражає уяву величною системою кілець, які добре видно в найпростіший телескоп.

Вони були вкриті Х. Гюйгенсом ще у XVII ст. Їхня площина лежить точно у площині екватора планети, нахиленій до площини екліптики під кутом 28,5 градусів. Тому залежно від того, як зорієнтований C атурн по відношенню до Землі, кільця видно максимально розкритими під тим же кутом, або коли Земля знаходиться в площині кілець, їх взагалі не видно.

Кільця сатурна мають складну структуру. Вояджер -1 і Вояджер -2, які пролетіли повз Сатурн у рр., передали на Землю зображення кілець з близької відстані. На фотографії видно, що кільця Сатурна Складаються з сотень окремих Вузьких кілець

Самі ж кільця складаються з окремих часток водяного крихкого снігу розмірами від дрібних пилинок до брил у м завбільшки, які добре відбивиють сонячне світло. ширена кілець. разом із найвіддаленішим дуже слабким кільцем відкритим Вояджером, становить км. а товщина не перевищує 1 км.

Окрім кілець, Сатурн має 30 відомих на сьгодні супутників. Вояджери передали на Землю зображення деяких із них. Як і всі інші тіла в Сонячній системі, що не мають атмосфери, вони вкриті безліччю кратерів. Найбільший супутник Сатурна, Титан, має потужну непрозору атмосферу, товщиною до 200 км. Вона складається з азоту з домішками метану, і водню.