Планеты - гиганты ACADEMIA АПК и ППРО. Общность характеристик планет-гигантов Общность характеристик планет-гигантов Любая из планет-гигинтов превосходит. - презентация

1 Планеты - гиганты ACADEMIA АПК и ППРО

2 Общность характеристик планет-гигантов Общность характеристик планет-гигантов Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы, вместе взятые. Крупнейшая планета Солнечной системы – Юпитер – в 11 раз по диаметру и в 300 с лишним раз по массе больше чем Земля. Все планеты- гиганты имеют мощные протяженные атмосферы, состоящие в основном из молекулярного водорода и гелия. Сжатие этих планет, которое заметно даже на первый взгляд, вызвано их быстрым вращением вокруг оси. Характерно, что экваториальные области планет- гигантов вращаются быстрее, чем области, находящиеся ближе к полюсам. На Юпитере различие периодов вращения на разных широтах составляет около 6 минут, а на Сатурне превышает 20 минут ACADEMIA АПК и ППРО

3 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 км, масса 1,90·1027 кг. Состав атмосферы: H2, CH4, NH3, He. ACADEMIA АПК и ППРО

4 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. 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 км. ACADEMIA АПК и ППРО

5 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 1,899Ч1027 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 тыс. км. За сто лет оно совершает примерно 3 оборота. Природа этого феномена до конца неясна. ACADEMIA АПК и ППРО

6 Сатурн Планета Сатурн. Радиус планеты Сатурн км, масса - 5,685 х 1023 т., плотность - 0,69 г/см 3, сутки - 10 часов 11 минут, угол орбиты - 26,73 гр. Температура на планете минус 150 гр. по Цельсию. Сатурн был замечен людьми, видимо, позднее таких ярких планет, как Юпитер, Марс и Венера. Но в древней Греции о нем уже знали. Визуальные наблюдения без телескопов не могли привести к серьезным открытиям. Первенство в астрономических открытиях Сатурна принадлежит Галилео Галилею, человеку, который первый направил на небо телескоп. Зрительная труба ученого была настолько несовершенна, что не давала достаточно четкого изображения. Это не позволило итальянцу рассмотреть кольцо Сатурна. Но по бокам от диска планеты Галилей видел неясные придатки. Он посчитал их спутниками Сатурна, по аналогии с уже открытыми им спутниками Юпитера. ACADEMIA АПК и ППРО

7 Голландский ученый Гюйгенс открыл у Сатурна кольца, а также и самый большой спутник Сатурна - Титан. Первым космическим аппаратом, посетившим окрестности Сатурна, был Пионер-11, который 1 сентября 1979 г. прошёл на расстоянии км от облачного слоя планеты. Магнитное поле Сатурна оказалось сильнее земного, но слабее, чем у Юпитера. Была уточнена масса Сатурна. По характеру поля тяготения сделан вывод, что внутреннее строение Сатурна похоже на строение Юпитера. ACADEMIA АПК и ППРО По данным измерений инфракрасного излучения учёные определили температуру видимой поверхности Сатурна. Она оказалась равной 100 К, и этот факт свидетельствовал о том, что планета излучает приблизительно в два раза больше тепла, чем получает от Солнца.

8 Более качественные изображения были получены во время пролёта двух Вояджеров, которые под действием притяжения Юпитера изменили свои траектории и направились к Сатурну. На полученных снимках облачного покрова планеты были видны завихряющиеся полосы, вихри, ореолы и пятна разных цветов - от жёлтого до коричневого, напоминающие образования на Юпитере. Обнаружено и красное пятно поперечником около 1250 км, а также быстро исчезающие тёмные овальные образования. Сатурн с его кольцом - самая удивительная планета в солнечной системе. Широкое, совершенно плоское кольцо окружает экватор планеты, как шляпу - ее поля. Оно расположено наклонно к тому кругу, по которому Сатурн обходит Солнце за 29,5 лет. Поэтому в зависимости от положения Сатурна на его пути кольцо поворачивается к нам то одной стороной, то другой. Каждые 15 лет оно располагается к нам ребром, и тогда его нельзя разглядеть даже в самые сильные телескопы ACADEMIA АПК и ППРО

9 Планета не имеет четкой 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*1026 кг, что в 95,1 раз превосходит массу Земли; при этом средняя плотность Сатурна, равная 0,68 г/см 3, 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, не вращается 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. ACADEMIA АПК и ППРО

10 Атмосфера планеты Сатурн - в основном, водород и гелий. Но из-за особенности образования планеты большая, нежели на Юпитере, часть Сатурна приходится на другие вещества. Вояджер 1 выяснил, что около 7 процентов объема верхней атмосферы Сатурна - гелий (по сравнению с 11-ю процентами в атмосфере Юпитера), в то время как почти все остальное - водород. ACADEMIA АПК и ППРО

11 К настоящему времени у Сатурна установлено существование 7 колец, три из которых видны с Земли и обнаружены астрономами уже давно. Кольца Сатурна состоят из множества ледяных частиц с размерами от долей миллиметра до нескольких метров. Кольцо Сатурна очень широко: его ширина составляет км. В то же время, кольцо имеет в толщину всего несколько десятков метров. Если представить себе планету Сатурн в виде футбольного мяча, кольца бы у такой планеты были гораздо тоньше волоса. Кольцо Сатурна, из-за своей большой ширины и высокой отражательной способности составляющих его частиц, очень яркое. Существует три основных кольца, названных A, B и C. Они различимы без особых проблем с Земли. Есть имена и у более слабых колец - D, E, F. При ближайшем рассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцами существуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть в средний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини. В ясные ночи с хорошими телескопами можно увидеть менее заметные щели. Кольца являются остатками того допланетного облака, которое скорее всего породило все тела Солнечной системы. ACADEMIA АПК и ППРО

12 Уран Уран седьмая планета от Солнца и третья по размеру. Интересно, что Уран хоть и больше в диаметре, но меньше массой, чем Нептун. Уран иногда едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи; его нетрудно отождествить в бинокль (если Вы знаете точно, куда смотреть). Небольшой астрономический телескоп покажет небольшой диск. Расстояние от Солнца км ( а.е.), экваториальный диаметр: 51,118 км, в 4 раза больше земного, масса: кг, 14 масс Земли. Период обращения вокруг Солнца 84 с четвертью года. Средняя температура на Уране около 60-ти Кельвинов. Уран старинное Греческое божество Неба, самый ранний высший бог, который был отцом Хроноса (Сатурна), Циклопа и Титана (предшественников Олимпийских богов). ACADEMIA АПК и ППРО

13 У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики (эклиптика - видимый годовой путь Солнца на небесной сфере), но ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причины лежачего обращения Урана неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из полюсов Урана северный. Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, водород). Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. ACADEMIA АПК и ППРО

14 Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они чрезвычайно плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанные Вояджером-2. ACADEMIA АПК и ППРО Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко

15 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 км, масса 1, кг, состав атмосферы: CH4, H2, Нe. ACADEMIA АПК и ППРО

16 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 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. ACADEMIA АПК и ППРО

17 Эффективная температура поверхностных областей ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14)·103 К при давлении 7-8 мегабар. 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. ACADEMIA АП и ППРО

18 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 раз меньше по массе, чем Луна. ACADEMIA АПК и ППРО

19 Плутон Первым планету обнаружил молодой сотрудник Флагстаффской обсерватории штата Аризона Клайд Уильям Томбо. Средь бела дня 18 февраля 1930 года, сравнивая фотографии звездного неба, сделанные с помощью телескопа обсерватории имени Лоуэлла, Томбо обнаружил объект, который перемещался в направлении, противоположном направлению движения звезд. Это и был Плутон. Томбо обнаружил его в месте, предсказанном Лоуэллом. ACADEMIA АПК и ППРО

20 Позднее планета была найдена и на более ранних фотографиях неба. Интересно, что история открытий Плутона и Нептуна в действительности начинается с открытия Урана, знаменующего начало новой эпохи в астрономии, поскольку Уран был первой планетой, которую именно «открыли», в то время как все другие были видны невооруженным глазом любому человеку, посмотревшему на небо. Таким образом, не будь наблюдений Урана, два более поздних открытия могли бы задержаться на многие годы Планета Плутон находится в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, по размерам она меньше Луны. Орбита Плутона имеет наибольший из всех планет наклон к плоскости эклиптики и сильно отличается от круговой ACADEMIA АПК и ППРО