Jätteplaneter, deras ringar och satellitplaneter. Ringar av planeter Vilka planeter i solsystemet har ringar

Saturnus är en stor himlakropp som ligger på sjätte plats från solen. Denna planet med ringar har varit känd sedan urminnes tider. Saturnus är en av de gigantiska planeterna som utgör solsystemet.

Allmän information

Den ringade planeten är 1,43 miljarder kilometer från solen. Detta avstånd är nästan 9,5 gånger större än från vår planet för att göra ett varv runt vår stjärna på 29,4 jordår.

Saturnus är en unik planet. Den är 95 gånger tyngre än jorden. Samtidigt är den 9 gånger större i diameter. Densiteten är 0,69 g/cu. cm - detta är lägre än vatten. Om vi antar att det finns ett oändligt hav i rymden, skulle Sirius kunna simma i det! Alla andra planeter i systemet är tätare än vatten - vissa - något, vissa - mycket. En så låg densitet och samtidigt en mycket snabb rotation runt dess axel komprimerar planeten mer än någon annan. Dess radie vid ekvatorn är nästan 11 % större än vid polerna. En sådan stark kompression kan inte missas i ett teleskop - planeten ses oblate, inte rund.

En ringad planet har inte en fast yta. Det som verkar vara en yta från jorden är faktiskt moln. Det översta lagret är frusen ammoniak, under finns ammoniumhydrosulfidmoln. Ju djupare du dyker in, desto varmare blir det och densiteten högre. Vid ungefär mitten av radien blir väte metalliskt.

Ringar

Det brukade vara så att Saturnus var den enda planeten i solsystemet som hade ringar. Men idag är det känt att detta påstående inte är sant. Alla fyra gasjättarna har ringar. Men det är inte för inte som Saturnus är känd för oss som en planet med ringar. Faktum är att det är hon som har de mest betydelsefulla, unika och märkbara ringarna, på andra planeter är de inte alltid synliga och inte i något teleskop.

Som Huygens föreslog 1659 är just dessa ringar inte alls en fast kropp, de är miljarder på miljarder mycket små partiklar som roterar i en cirkel.

Totalt kretsar fyra ringar runt Saturnus - tre huvudringar och en knappt märkbar. Alla ringar reflekterar ljus mer än planeten själv. Den centrala ringen är den ljusaste och bredaste; den är skild från den yttre ringen av Cassini-gapet, som är nästan 4 tusen kilometer. I detta gap finns genomskinliga ringar. Den yttre ringen delas av Encke-randen. Den inre ringen är nästan en dis, den är så genomskinlig.

I verkligheten är dessa ringar väldigt tunna. Deras tjocklek är mindre än tusen meter, även om deras diameter är mer än 250 kilometer. Det verkar som om dessa ringar är mycket kraftfulla och skrymmande, men det beräknades att om du samlar all materia som utgör dem i en "hög", kommer diametern på denna kropp inte att vara mer än 100 km.

Bilderna som sonderna överför till oss gör det tydligt att ringarna består av många små ringar, som påminner om spåren från grammofonskivor. De flesta av partiklarna som utgör ringarna överstiger inte några centimeter. Få av dem är mer än några meter. Och förfallande enheter - 1-2 kilometer. Troligtvis är de alla gjorda av is eller ett ämne som liknar sten, men täckta med is.

Forskare är inte säkra på ursprunget till ringarna. Det finns en version att de uppstod samtidigt med planeten själv. I vilket fall som helst byts ringen hela tiden ut, fylls på, möjligen på grund av förstörelsen av små satelliter.

satelliter

I slutet av februari 2010 var det känt om 62. De flesta av dem roterar runt sin axel med samma hastighet som runt planeten, så de vänder sig alltid mot den på samma sida.

Saturnus största måne är Titan. I det här ögonblicket det finns en version att förhållandena på Titan nu liknar dem som var för 4 miljarder år sedan på jorden, när livet knappt föddes.

Mellan satelliterna och ringarna är det fullständig överensstämmelse. Vissa av dem, enligt forskarnas observationer, är "herdar" för ringarna och håller dem på sina ställen.

Forskning

Planeten med ringar intresserade människor så tidigt som 1609, när Galileo började observera den. Sedan dess har studier av planeten utförts från många teleskop, och 1997 lanserades en forskningsapparat. I juli 2004 gick han in i planetens omloppsbana. Dessutom gick Huygens-sonden ner på Titan för att studera dess yta.

En planet omgiven av ringar har ingen fast yta. Dess densitet är lägre än för alla kroppar i solsystemet. Planeten består av de lättaste elementen i Mendeleev-systemet - helium och väte.

Saturnus moln bildas nästan. Detta upptäcktes redan 1980 av Voyager som flög förbi. Ett sådant fenomen har inte observerats på någon annan plats i solsystemet. Dessutom bevarades denna form av moln på planetens nordpol i 20 år.

Saturnus skryter om vilket forskare aldrig har sett på andra platser. Deras unika är inte bara i det faktum att själva strålningen är blå och röd reflekteras på molnen, utan också i det faktum att strålningen täcker hela polen, även om de på Jupiter och jorden bara är omgivna av magnetiska poler. Bilder av Saturnus ring norrsken tyder på att partiklar som laddas av solen påverkas av andra magnetiska krafter, vars natur ännu inte har undersökts.

Jätteplaneterna Jupiter, Saturnus och Uranus har ringar. För första gången upptäcktes Saturnus ring av den holländska forskaren Huygens 1656, även om Galileo ännu tidigare upptäckte att denna planet var omgiven av något, när han tittade på Saturnus i sitt svaga teleskop. Studien av Saturnus visade att ringen inte berör planetens yta någonstans, den består av flera ringar kapslade i varandra och åtskilda av luckor.

Ringarna är inte solida utan består av enskilda partiklar, stora som små, som likt satelliter kretsar runt planeten och bildar tillsammans ringar. De inre ringarna kretsar runt planeten i en snabbare takt än de yttre. Forskare har beräknat dessa hastigheter, och det visade sig att Saturnus satelliter skulle rotera så, d.v.s. i full överensstämmelse med Keplers lagar lutar Saturnus axel till planet för sin omloppsbana, så en förändring av ringens utseende observeras i teleskopet. För Galileo verkade dessa ringar vara något slags mystiska "öron".

Närvaron av en ring runt Jupiter förutspåddes 1960 av vetenskapsmannen S.K. Vsekhsvyatsky, och 1979 fotograferades den av de amerikanska Voyager-stationerna. Jupiters ring är mycket tunn, sammansatt av små stenar och damm. Den är vänd mot jorden med en kant och är därför inte synlig från jorden. Uranus har väldigt tunna ringar som inte kan ses med ett teleskop. Med hjälp av Voyager hittade de 11 tydliga ringar och flera luddiga, de så kallade diffusa. Studier av satelliter och ringar på avlägsna planeter kommer att fortsätta i framtiden och kommer säkerligen att ge en hel del intressanta saker.

I vår jords "luftkappa" - atmosfären - i slutet av 70-talet upptäckte specialister med hjälp av satelliter en kränkning av ozonskiktet. I den atmosfär vi existerar i – vi andas, pratar, går, flyger, och som huvudsakligen består av kväve och syre, finns även så kallade små gaser, vars roll inte på något sätt är liten. En av de viktigaste små...

Människans intresse för ökenländerna har alltid funnits. Till en början var handel, militära och utbildningsändamål de viktigaste. Sedan utvecklade de mest utvecklade länderna aggressiva, koloniala ambitioner. Och slutligen lockade öknarna människor med sina mineraler, möjligheten att föda upp och beta kameler och får. På havsstränderna, på öknens gräns mot havet, uppstod militärbaser och städer, varifrån vägar lades ...

Produkterna från ett vulkanutbrott är flytande, fasta och gasformiga. Flytande vulkaniska produkter är smält magma. Magma som bryter ut till ytan kallas lava. Det rinner ut ur vulkanens mynning i form av en flod eller lavaström, som gradvis kyls, hårdnar och bildar vulkaniska stenar - basalter och andesiter. I början har lavaflödet en temperatur på cirka 1000 grader och flyter ...

Till och med Mikhail Vasilyevich Lomonosov gjorde det korrekta antagandet att himmelska blixtar (som polarljusen från invånarna i norr kallas - Pomorer) i grunden är elektriska till sin natur. För att bekräfta sina gissningar utförde forskaren många experiment. Han tog en glaskula, pumpade ut luft och förde elektriska laddningar genom den. "Exciterad elektrisk kraft i en boll från vilken luft dras, plötsliga strålar ...

Full rotation runt sin axel, dvs. 360° sväng gör jordklotet 4,1 sekunder på 23 timmar 56 minuter, d.v.s. ungefär inom ~ 24 timmar, eller per dag. Med samma period inträffar soluppgången, dess kulmination och solnedgång. Under en lång tid astronomer trodde att jordens rotationshastighet är konstant, men med hjälp av mer exakta instrument upptäckte de små ...

Ordet "stjärntecken" är baserat på de grekiska orden "djur" och "cirkel". Således betyder dess bokstavliga översättning "cirkel av djur". Faktum är att 11 av de 12 stjärnkonstellationerna (med undantag av Vågen) bär namnen på levande varelser: Väduren, Oxen, Tvillingarna, Kräftan, Lejonet, Jungfrun, Skorpionen, Skytten, Stenbocken, Vattumannen, Fiskarna. Mot bakgrund av just dessa konstellationer sker den uppenbara rörelsen av solen, månen och planeterna ....

Under en lång tid, nästan ett och ett halvt årtusende, dominerade Ptolemaios läror människors sinnen och påstod att jorden vilar orörligt i universums centrum. Ptolemaios geocentriska system motbevisades av den store polske vetenskapsmannen Nicolaus Copernicus (1473-1543). Efter trettio år av hårt arbete, långa observationer av himlen, komplexa matematiska beräkningar, bevisade han att jorden bara är en av planeterna, som alla planeter kretsar runt ...

Amerikanska astronauter och vår automatiska station Luna-16 levererade prover av månjord till jorden. Analys av dessa prover visade att ytstenarna på Månen bildades som ett resultat av en stelnad basaltisk smälta. Månens hav är slätter som en gång var översvämmade med vulkanisk lava. Månen, liksom jorden, består av en skorpa, mantel och kärna. Den genomsnittliga tjockleken på skorpan är cirka 60 km. Tjocklek…

Spektrum av solens strålar säger oss detta. Solljus är en blandning av strålar av olika färger. Detta fastställdes först av den store engelske fysikern I. Newton. Han tog ett glasprisma och riktade en ljusstråle mot det. Istället för en vit rand dök en bred flerfärgad rand upp på skärmen bakom prismat. Färgerna växlade i samma ordning som regnbågen på ...

Venus är himlavalvets trollkarl, hon är ljusare än den ljusaste av stjärnorna. Det kan ses även med blotta ögat i dagsljus. Venus yta, som är närmast jorden av alla planeter, är otillgänglig för optiska observationer, eftersom planeten är höljd i moln. Därför erhölls den överväldigande majoriteten av planetens fysiska egenskaper med hjälp av radiometoder och rymdforskning. Eftersom ett mycket ljust föremål är synligt ...

Saturnus ringar, de viktigaste är indikerade ... Wikipedia

Schema av ringar och banor för Uranus satelliter Uranus ringar är ett system av ringar som omger Uranus. Den intar en mellanposition vad gäller komplexitet mellan ... Wikipedia

Schema för Neptunus satelliter och ringar Ringsystemet i Neptunus är mycket mindre betydelsefullt än till exempel Saturnus ... Wikipedia

Systemet av ringar runt en Saturnus-liknande planet som föreställts av en konstnär. Exoplanetringar är formationer runt exoplaneter, liknande ringarna på planeterna i vår sol ... Wikipedia

- ... Wikipedia

Konstnärlig skildring av Rheas ringar. Tätheten av partiklar i ringarna är överdriven ... Wikipedia

Den här listan innehåller planeter från det fiktiva StarCraft-universumet som har dykt upp i officiellt Blizzard Entertainment-material. Innehåll 1 Lista över planeter 1.1 Koprulu-sektor 1.1.1 Aiur-system ... Wikipedia

Solsystemets kroppar som kretsar runt planeterna under påverkan av deras attraktion. De första när det gäller upptäcktstid (ej att räkna månen) är Jupiters 4 ljusaste satelliter: Io, Europa, Ganymedes och Callisto, upptäckta 1610 av G. Galileo (Se ... ... Stora sovjetiska encyklopedien

Jämförelsestorlekar för vissa satelliter och jorden. Överst finns namnen på planeterna som de visade satelliterna kretsar kring. Planeternas satelliter (upptäcktsåret anges inom parentes; listorna är sorterade efter upptäcktsdatum). Innehåll ... Wikipedia

Böcker

I en värld av många månar, B. I. Silkin, talar boken populärt om världen av naturliga satelliter av planeter (förutom månen). Under de senaste åren har vår kunskap om dessa kroppar i solsystemet berikats avsevärt, främst i ... Kategori: Astronomi Förlag: Huvudupplagan av den fysiska och matematiska litteraturen från förlaget "Nauka",
Cosmos, Koshevar D., Mystiskt och enormt utrymme har alltid lockat människors uppmärksamhet. Den innehåller trots allt otaliga dimmiga galaxer och olycksbådande svarta hål, färgglada planeter och flammande stjärnor, ... Kategori:

Vårt solsystem, om vi menar dess substans, består av solen och fyra gigantiska planeter, och ännu enklare - av solen och Jupiter, eftersom Jupiters massa är större än alla andra nära-sol-objekt - planeter, kometer, asteroider - kombinerat. Faktum är att vi lever i ett binärt system av Sol-Jupiter, och resten av "bagatellen" är föremål för deras gravitation.

Saturnus är fyra gånger mindre än Jupiter i massa, men liknar den till sin sammansättning: den består också huvudsakligen av lätta element - väte och helium i förhållandet 9: 1 när det gäller antalet atomer. Uranus och Neptunus är ännu mindre massiva och rikare i sammansättning i tyngre grundämnen - kol, syre, kväve. Därför brukar en grupp på fyra jättar delas på mitten, i två undergrupper. Jupiter och Saturnus kallas gasjättar, medan Uranus och Neptunus kallas isjättar. Faktum är att Uranus och Neptunus inte har en särskilt tjock atmosfär, och det mesta av deras volym är en isig mantel; d.v.s. ett ganska fast ämne. Och i Jupiter och Saturnus är nästan hela volymen upptagen av gasformig och flytande "atmosfär". Samtidigt har alla jättar järn-sten kärnor som överstiger vår jord i massa.

Vid första anblicken är jätteplaneter primitiva, och små planeter är mycket mer intressanta. Men kanske beror det på att vi fortfarande inte känner till dessa fyra jättars natur och inte för att de är av lite intresse. Vi känner dem bara inte så väl. Till exempel har två isjättar - Uranus och Neptunus - bara en gång närmats av en rymdsond (Voyager 2, NASA, 1986 och 1989) i hela astronomihistorien, och även då flög den förbi dem utan att stanna. Hur mycket kunde han se och mäta där? Man kan säga att vi inte riktigt har börjat studera isjättarna än.

Gasjättarna har studerats mycket mer i detalj, för förutom de förbiflygande fordonen (Pioneer 10 och 11, Voyager 1 och 2, Ulysses, Cassini, New Horizons, NASA och ESA), konstgjorda satelliter: Galileo (NASA) 1995 -2003 och Juno (NASA) har utforskat Jupiter sedan 2016, och Cassini (NASA och ESA) 2004-2017. studerade Saturnus.

Jupiter studerades djupast, och i bokstavlig mening: en sond släpptes i atmosfären från brädet på Galileo, som flög dit med en hastighet av 48 km / s, öppnade fallskärmen och på 1 timme gick ner 156 km nedanför den övre kanten av molnen, där den vid ett yttre tryck på 23 atm och en temperatur på 153 ° C slutade sända data, uppenbarligen på grund av överhettning. På banan för nedstigningen mätte han många parametrar i atmosfären, inklusive dess isotopsammansättning. Detta berikade markant inte bara planetologin utan också kosmologin. Jätteplaneter frigör trots allt inte materia från sig själva, de behåller för alltid det de föddes ur; speciellt för Jupiter. Vid dess molniga yta är den andra utrymningshastigheten 60 km/s; det är klart att inte en enda molekyl någonsin kommer att fly därifrån.

Därför tror vi att Jupiters isotopsammansättning, särskilt sammansättningen av väte, är karakteristisk för livets allra första stadier, åtminstone i solsystemet, och kanske i universum. Och detta är mycket viktigt: förhållandet mellan tunga och lätta isotoper av väte indikerar hur syntesen av kemiska element fortskred under de första minuterna av utvecklingen av vårt universum, vilket fysiska förutsättningar då var de det.

Jupiter roterar snabbt, med en period av cirka 10 timmar; och eftersom planetens genomsnittliga densitet är låg (1,3 g / cm 3), deformerade centrifugalkraften märkbart dess kropp. När man tittar på planeten kan man se att den är hoptryckt längs polaxeln. Graden av komprimering av Jupiter, det vill säga den relativa skillnaden mellan dess ekvatoriala och polära radier är ( R ekv − R golv)/ R ekv = 0,065. Det är den genomsnittliga densiteten för planeten (ρ ∝ HERR 3) och dess dagliga period ( T) bestämma formen på hennes kropp. Som ni vet är en planet en kosmisk kropp i ett tillstånd av hydrostatisk jämvikt. Vid planetens pol verkar bara gravitationskraften ( GM/R 2), och vid ekvatorn motverkas den av centrifugalkraft ( V 2 /R= 4π 2 R 2 /RT 2). Deras förhållande bestämmer planetens form, eftersom trycket i planetens mitt inte bör bero på riktningen: den ekvatoriska materiens kolumn ska väga lika mycket som den polära. Förhållandet mellan dessa krafter (4π 2 R/T 2)/(GM/R 2) ∝ 1/(HERR 3)T 2 ∝ 1/(ρ T 2). Så ju mindre densiteten och varaktigheten på dagen är, desto mer komprimerad är planeten. Låt oss kolla: Saturnus medeldensitet är 0,7 g/cm 3 , dess rotationsperiod är 11 timmar - nästan samma som Jupiters - och kompressionen är 0,098. Saturnus är komprimerad en och en halv gång starkare än Jupiter, och detta är lätt att märka när man observerar planeterna genom ett teleskop: komprimeringen av Saturnus är slående.

Den snabba rotationen av jätteplaneterna bestämmer inte bara formen på deras kropp, och därav formen på deras observerade skiva, utan också dess utseende: den grumliga ytan på jätteplaneterna har en zonstruktur med ränder av olika färger utsträckta längs ekvatorn . Gasströmmar rör sig snabbt, med hastigheter på många hundra kilometer i timmen; deras ömsesidiga förskjutning orsakar skjuvningsinstabilitet och, tillsammans med Corioliskraften, genererar gigantiska virvlar. Synlig på långt håll är den stora röda fläcken på Jupiter, den stora vita ovalen på Saturnus, den store Mörk fläck på Neptunus. Speciellt känd är den stora röda fläckens (GRS) anticyklon på Jupiter. En gång i tiden var BKP dubbelt så stor som den nuvarande, den sågs av Galileos samtida genom sina svaga teleskop. Idag har BKP blivit blek, men ändå har denna virvel levt i Jupiters atmosfär i nästan 400 år, sedan den täcker en gigantisk gasmassa. Dess storlek är större än jordklotet. En sådan gasmassa, när den väl snurrar, kommer inte att sluta snart. På vår planet lever cykloner i ungefär en vecka och där i århundraden.

I alla rörelser försvinner energi, vilket betyder att dess källa krävs. Varje planet har två grupper av energikällor - interna och externa. Från utsidan strömmar en ström av solstrålning över planeten och meteoroider faller. Från insidan värms planeten upp av sönderfallet av radioaktiva element och gravitationssammandragningen av planeten själv (Kelvin-Helmholtz-mekanismen). . Även om vi redan har sett hur stora föremål faller på Jupiter och orsakar kraftiga explosioner (kometen Shoemaker-Levy 9), visar uppskattningar av frekvensen av deras fall att det genomsnittliga energiflödet de medför är betydligt mindre än solljusets. Å andra sidan är de interna energikällornas roll tvetydig. För de terrestra planeterna, som består av tunga eldfasta element, är den enda inre värmekällan radioaktivt sönderfall, men dess bidrag är försumbart jämfört med värmen från solen.

Jätteplaneterna har en betydligt lägre andel tunga grundämnen, men de är mer massiva och lättare att komprimera, vilket gör frigörandet av gravitationsenergi till deras främsta värmekälla. Och eftersom jättarna tas bort från solen, blir den inre källan en konkurrent till den yttre: ibland värmer planeten sig själv mer än solen värmer den. Till och med Jupiter, solens närmaste jätte, utstrålar (i det infraröda) 60 % mer energi än vad den tar emot från solen. Och energin som Saturnus strålar ut i rymden är 2,5 gånger större än den som planeten får från solen.

Gravitationsenergi frigörs både under komprimeringen av planeten som helhet och under differentieringen av dess tarmar, d.v.s. när tätare materia sjunker till mitten och mer "flytande" tvingas ut därifrån. Förmodligen fungerar båda effekterna. Till exempel minskar Jupiter i vår tid med cirka 2 cm per år. Och direkt efter formationen hade han två gånger större storlek, krympte snabbare och var betydligt varmare. I dess närhet spelade han då rollen som en liten sol, vilket indikeras av egenskaperna hos hans galileiska satelliter: ju närmare de är planeten, desto tätare och desto mindre innehåller de flyktiga element (som planeterna själva i solsystemet ).

Förutom att krympa planeten som helhet, viktig roll i gravitationskällan av energi spelar differentieringen av tarmarna. Ämnet delas in i tät och flytande, och den täta sjunker och frigör sin potentiella gravitationsenergi i form av värme. Förmodligen, först och främst, är detta kondensationen och efterföljande fall av heliumdroppar genom de flytande lagren av väte, såväl som fasövergångar av väte självt. Men det kan finnas ännu mer intressanta fenomen: till exempel är kristalliseringen av kol ett regn av diamanter (!), Det är sant att det inte frigör mycket energi, eftersom det finns lite kol.

Den inre strukturen hos jätteplaneterna studeras fortfarande endast teoretiskt. Vi har liten chans att direkt penetrera deras djup, och metoderna för seismologi, d.v.s. akustiskt ljud, har ännu inte tillämpats på dem. Kanske kommer vi en dag att lära oss hur vi kan lysa igenom dem med hjälp av neutriner, men det är fortfarande långt kvar.

Lyckligtvis, under laboratorieförhållanden, har materiens beteende vid de tryck och temperaturer som råder i det inre av jätteplaneter redan studerats väl, vilket ger skäl för matematisk modellering av deras inre. Det finns metoder för att kontrollera lämpligheten hos modeller av planeternas inre struktur. Två fysiska fält, magnetiska och gravitationella, vars källor finns i djupet, går ut i rymden som omger planeten, där de kan mätas med instrument av rymdsonder.

Många snedvridande faktorer påverkar magnetfältets struktur (nära planetarisk plasma, solvind), medan gravitationsfältet endast beror på densitetsfördelningen inuti planeten. Ju mer planetkroppen skiljer sig från den sfäriskt symmetriska, desto mer komplex dess gravitationsfält, desto mer övertoner har den som skiljer den från en enkel Newtonsk kropp. GM/R 2 .

Instrumentet för att mäta gravitationsfältet för avlägsna planeter är som regel själva rymdsonden, närmare bestämt dess rörelse i planetens fält. Ju längre sonden är från planeten, desto svagare i dess rörelse är de små skillnaderna i planetens fält från den sfäriskt symmetriska. Därför är det nödvändigt att lansera sonden så nära planeten som möjligt. För detta ändamål har den nya Juno-sonden (NASA) arbetat nära Jupiter sedan 2016. Den flyger i en polarbana, vilket inte var fallet tidigare. I en polär omloppsbana är de högre övertonerna i gravitationsfältet mer märkbara, eftersom planeten är komprimerad, och sonden kommer mycket nära ytan då och då. Detta är vad som gör det möjligt att mäta de högre övertonerna av expansionen av gravitationsfältet. Men av samma anledning kommer sonden att avsluta sitt arbete ganska snart: den flyger genom de tätaste områdena i Jupiters strålningsbälten, och dess utrustning lider mycket av detta.

Jupiters strålningsbälten är kolossala. Vid högt tryck metalliseras väte i planetens tarmar: dess elektroner generaliseras, tappar kontakten med kärnorna och flytande väte blir en ledare av elektricitet. Den enorma massan av det supraledande mediet, snabb rotation och kraftfull konvektion - dessa tre faktorer bidrar till genereringen av ett magnetfält på grund av dynamoeffekten. I ett kolossalt magnetfält som fångar upp laddade partiklar som flyger från solen, bildas monstruösa strålningsbälten. I deras tätaste del ligger banorna för de inre galileiska satelliterna. Därför levde en person på Europas yta inte en dag, utan på Io - inte ens en timme. Inte ens en rymdrobot är lätt att vara där.

Ganymedes och Callisto, som är mer avlägsna från Jupiter, är i denna mening mycket säkrare för forskning. Därför är det där som Roskosmos ska skicka en sond i framtiden. Även om Europa med sitt subglaciala hav skulle vara mycket mer intressant.

Isjättarna Uranus och Neptunus ser ut som mellanliggande gasjättar och jordiska planeter. Jämfört med Jupiter och Saturnus har de mindre storlek, massa och centralt tryck, men deras relativt höga medeldensitet indikerar en större andel CNO-element. Uranus och Neptunus utsträckta och massiva atmosfär består till största delen av väte-helium. Under den finns en vattenmantel med en inblandning av ammoniak och metan, som vanligtvis kallas is. Men det är vanligt att planetologer kallar sig för "is". kemiska grundämnen CNO-grupper och deras föreningar (H 2 O, NH 3 , CH 4, etc.), och inte deras aggregationstillstånd. Så manteln kan vara mer flytande. Och under den ligger en relativt liten järn-stenskärna. Eftersom koncentrationen av kol i tarmarna hos Uranus och Neptunus är högre än hos Saturnus och Jupiter, kan det vid basen av deras isiga mantel finnas ett lager av flytande kol där kristaller kondenserar, det vill säga diamanter som sätter sig.

Jag betonar det inre struktur jätteplaneter diskuteras aktivt, och det finns fortfarande en hel del konkurrerande modeller. Varje ny mätning från rymdsonder och varje nytt resultat av laboratoriesimuleringar i installationer högt tryck leda till revidering av dessa modeller. Låt mig påminna er om att den direkta mätningen av parametrarna för mycket grunda skikt av atmosfären, och endast vid Jupiter, utfördes endast en gång av en sond som tappades från Galileo (NASA). Allt annat är indirekta mätningar och teoretiska modeller.

Magnetfälten hos Uranus och Neptunus är svagare än gasjättarnas, men starkare än jordens. Även om fältinduktionen vid ytan av Uranus och Neptunus är ungefär densamma som på jordens yta (fraktioner av en gauss), men volymen, och därmed det magnetiska momentet, är mycket större. Geometrin hos isjättarnas magnetfält är mycket komplex, långt ifrån den enkla dipolformen som är karakteristisk för jorden, Jupiter och Saturnus. Trolig orsak genom att ett magnetfält genereras i ett relativt tunt elektriskt ledande skikt av Uranus och Neptunus mantel, där konvektionsflöden inte har någon hög grad av symmetri (eftersom skiktets tjocklek är mycket mindre än dess radie).

Med yttre likheter kan Uranus och Neptunus inte kallas tvillingar. Detta bevisas av deras olika medeldensitet (1,27 respektive 1,64 g/cm 3) och olika intensitet av värmeavgivning i tarmarna. Även om Uranus är en och en halv gång närmare solen än Neptunus, och därför får 2,5 gånger mer värme från den, är den kallare än Neptunus. Faktum är att Neptunus avger ännu mer värme i sitt djup än vad den tar emot från solen, och Uranus avger nästan ingenting. Värmeflödet från Uranus tarmar nära dess yta är bara 0,042 ± 0,047 W/m2, vilket är ännu mindre än jordens (0,075 W/m2). Uranus är den kallaste planeten i solsystemet, även om den inte är längst bort från solen. Beror detta på hans konstiga rotation "på hans sida"? Ej utesluten.

Låt oss nu prata om planeternas ringar.

Alla vet att den "ringade planeten" är Saturnus. Men vid noggrann observation visar det sig att alla jätteplaneter har ringar. Det är svårt att se dem från marken. Vi ser till exempel inte Jupiters ring genom ett teleskop, men vi märker den i motljus när en rymdsond tittar på planeten från dess nattsida. Denna ring består av mörka och mycket små partiklar, vars storlek är jämförbar med en lång våglängd av ljus. De reflekterar praktiskt taget inte ljus, men de sprider det väl framåt. Tunna ringar omger Uranus och Neptunus.

I allmänhet har inga planeter två identiska ringar, de är alla olika.

Som ett skämt kan vi säga att jorden också har en ring. Artificiell. Den består av flera hundra satelliter placerade i geostationär omloppsbana. På den här bilden, inte bara geostationära satelliter, utan även de i låga banor, såväl som de i höga elliptiska omloppsbanor. Men den geostationära ringen sticker ut ganska märkbart mot deras bakgrund. Detta är dock en teckning, inte ett foto. Hittills har ingen kunnat fotografera jordens konstgjorda ring. När allt kommer omkring är dess totala massa liten, och den reflekterande ytan är försumbar. Det är osannolikt att den totala massan av satelliter i ringen kommer att vara 1000 ton, vilket motsvarar en asteroid på 10 m. Jämför detta med parametrarna för gigantiska planeters ringar.

Det är ganska svårt att märka något samband mellan parametrarna för ringarna. Materialet i Saturnus ringar är vitt som snö (albedo 60%), och resten av ringarna är svartare än kol (A = 2-3%). Alla ringar är tunna, men Jupiters är ganska tjocka. Allt är gjord av kullersten, men Jupiter är gjord av dammpartiklar. Strukturen på ringarna är också annorlunda: vissa liknar en grammofonskiva (Saturnus), andra liknar en matryoshka-liknande hög med ringar (Uranus), andra är suddiga, diffusa (Jupiter) och Neptunus ringar är inte alls stängda och ser ut som valv.

Den relativt lilla tjockleken på ringarna passar inte i huvudet: med en diameter på hundratusentals kilometer mäts deras tjocklek i tiotals meter. Vi har aldrig haft så ömtåliga föremål i våra händer. Om vi jämför Saturnus ring med ett ark skrivpapper, så med dess kända tjocklek skulle storleken på arket vara lika stor som en fotbollsplan!

Som du kan se skiljer sig ringarna på alla planeter i sammansättningen av partiklar, i deras fördelning, i morfologi - varje jätteplanet har sin egen unika dekoration, vars ursprung vi ännu inte förstår. Vanligtvis ligger ringarna i planetens ekvatorialplan och roterar i samma riktning som planeten själv och en grupp satelliter nära den roterar. Förr trodde astronomer att ringarna är eviga, att de existerar från det ögonblick som planeten föddes och kommer att förbli med den för alltid. Nu har synsättet ändrats. Men beräkningar visar att ringarna inte är särskilt hållbara, att deras partiklar saktar ner och faller på planeten, förångas och skingras i rymden och sätter sig på ytan av satelliter. Så dekorationen är tillfällig, fast långlivad. Nu tror astronomer att ringen är resultatet av en kollision eller tidvattenförstörelse av planetens satelliter. Kanske är Saturnus ring den yngsta, vilket är anledningen till att den är så massiv och rik på flyktiga ämnen (snö).

Och så kan ett bra teleskop med en bra kamera ta bilder. Men här ser vi fortfarande nästan ingen struktur i ringen. Ett mörkt "gap" har länge uppmärksammats - Cassini-gapet, som upptäcktes för mer än 300 år sedan av den italienske astronomen Giovanni Cassini. Det verkar inte finnas något i gapet.

Ringens plan sammanfaller med planetens ekvator. Det kan inte vara annorlunda, eftersom en symmetrisk oblate-planet längs ekvatorn har en potentiell brunn i gravitationsfältet. I en serie bilder tagna från 2004 till 2009 ser vi Saturnus och dess ring från olika vinklar, eftersom Saturnus ekvator lutar 27° mot planet för sin omloppsbana, och jorden är alltid nära detta plan. 2004 befann vi oss definitivt i ringens plan. Du förstår, med en tjocklek på flera tiotals meter ser vi inte själva ringen. Den svarta randen på planetens skiva känns dock. Detta är skuggan av ringen på molnen. Det är synligt för oss, eftersom jorden och solen tittar på Saturnus från olika håll: vi ser exakt i ringens plan, men solen lyser från en något annan vinkel och skuggan av ringen faller på det molniga lagret av planeten. Om det finns en skugga, så finns det ett ganska tätt packat ämne i ringen. Ringens skugga försvinner endast under dagjämningarna på Saturnus, då solen är exakt i sitt plan; och detta indikerar oberoende en liten tjocklek på ringen.

Många verk ägnas åt Saturnus ring. James Clerk Maxwell, den som blev känd för sina elektromagnetiska fältekvationer, utforskade ringens fysik och visade att den inte kan vara ett enda fast föremål, utan måste bestå av små partiklar, annars skulle centrifugalkraften slita isär den. Varje partikel flyger i sin egen bana - ju närmare planeten, desto snabbare.

Att titta på allt från andra sidan är alltid till hjälp. Där vi i direkt ljus såg svärta, ett "gap" i ringen, här ser vi materia; det är bara en annan typ, den reflekterar och sprider ljus på olika sätt

När rymdsonder skickade bilder på Saturnus ring slogs vi av dess fina struktur. Men redan på 1800-talet såg enastående observatörer vid Pic du Midi-observatoriet i Frankrike denna struktur med sina ögon, men då trodde ingen riktigt på dem, eftersom ingen utom dem lade märke till sådana subtiliteter. Men det visade sig att Saturnus ring är just det. En förklaring till denna fina radiella struktur hos ringen eftersträvas av stjärndynamikspecialister när det gäller resonanssamverkan mellan ringpartiklar med Saturnus massiva månar utanför ringen och små månar inuti ringen. I allmänhet klarar teorin om densitetsvågor uppgiften, men den är fortfarande långt ifrån att förklara alla detaljer.

Det översta fotot visar ringens dagsida. Sonden flyger genom ringens plan, och på det nedersta fotot ser vi hur den vände sig mot oss på natten. Materien i Cassini-klyvningen blev ganska synlig från skuggsidan, medan den ljusa delen av ringen tvärtom mörknade, eftersom den är tät och ogenomskinlig. Där det var svärta uppträder ljusstyrka, eftersom små partiklar inte reflekterar, utan sprider ljus framåt. Dessa bilder visar att materia finns överallt, bara partiklar av olika storlekar och strukturer. Vilka fysiska fenomen som skiljer dessa partiklar åt, förstår vi fortfarande inte riktigt. Den översta bilden visar Janus, en av Saturnus månar.

Jag måste säga att även om rymdfarkoster flög nära Saturnus ring, lyckades ingen av dem se de verkliga partiklarna som utgör ringen. Vi ser bara deras allmänna fördelning. Det går inte att se enskilda block, de riskerar inte att skjuta upp apparaten inuti ringen. Men någon gång måste det göras.

Från nattsidan av Saturnus dyker omedelbart de svagt synliga delarna av ringarna upp som inte är synliga i direkt ljus.

Detta är inte ett riktigt färgfoto. Färgerna här visar den karakteristiska storleken på de partiklar som utgör ett visst område. Röd - små partiklar, turkos - större.

Under den eran, när ringen vändes kant mot solen, faller skuggor från stora inhomogeniteter på ringens plan (övre bilden). Den längsta skuggan här är från Mimas-satelliten, och många små toppar, som visas i infällningen i en förstorad bild, har ännu inte fått en entydig förklaring. De ansvarar för kilometerstora avsatser. Det är möjligt att några av dem är skuggor från de största stenarna. Men skuggornas kvasi-regelbundna struktur (bilden nedan) är mer i linje med de tillfälliga kluster av partiklar som är ett resultat av gravitationsinstabilitet.

Satelliter flyger längs några av ringarna, de så kallade "vakthundarna" eller "herdehundarna", som genom sin gravitation hindrar några av ringarna från att suddas ut. Dessutom är satelliterna i sig ganska intressanta. Den ena rör sig inuti en tunn ring, den andra utanför (till exempel Janus och Epimetheus). Deras omloppsperioder är något annorlunda. Den inre är närmare planeten och flyger därför snabbare runt den, hinner ikapp den yttre satelliten och, på grund av ömsesidig attraktion, ändrar sin energi: den yttre saktar ner, den inre accelererar och de ändrar banor - den som saktade ner går till en låg omloppsbana, och den som accelererade - till hög. Så de gör flera tusen varv och byter sedan plats igen. Till exempel byter Janus och Epimetheus plats vart 4:e år.

För några år sedan upptäcktes Saturnus mest avlägsna ring, vilket inte alls misstänktes. Denna ring är kopplad till Phoebus måne, som blåser damm från dess yta och fyller området längs månens bana. Rotationsplanet för denna ring, liksom satellitens själv, är inte relaterat till planetens ekvator, för på grund av det stora avståndet uppfattas Saturnus gravitation som ett punktobjekts fält.

Varje jätteplanet har en familj av satelliter. Jupiter och Saturnus är särskilt rika på dem. Hittills har Jupiter 69 av dem, och Saturnus har 62, och nya upptäcks regelbundet. Den nedre gränsen för massa och storlek för satelliter har inte formellt fastställts, därför är detta nummer villkorat för Saturnus: om ett föremål som är 20-30 meter i storlek hittas nära planeten, vad är det då - en planet för planeten eller en partikel av dess ring?

I vilken stor familj av kosmiska kroppar som helst finns det alltid fler små än stora. Planetsatelliter är inget undantag. Små satelliter är som regel block av oregelbunden form, huvudsakligen bestående av is. Med en storlek på mindre än 500 km kan de inte ge sig själva en sfärisk form genom sin gravitation. Utåt är de väldigt lika asteroider och kometkärnor. Förmodligen är många av dem sådana, eftersom de rör sig långt från planeten i mycket kaotiska banor. Planeten kunde fånga dem, och efter ett tag kunde den förlora dem.

Vi är fortfarande inte särskilt bekanta med små asteroidliknande satelliter. Sådana objekt nära Mars har studerats mer i detalj än andra - två av dess små satelliter, Phobos och Deimos. Särskild uppmärksamhet ägnades åt Phobos; de ville till och med skicka en sond till dess yta, men än så länge har det inte hänt. Ju närmare du tittar på en kosmisk kropp, desto fler mysterier innehåller den. Phobos är inget undantag. Se vilka konstiga strukturer som löper längs dess yta. Det finns redan flera fysikaliska teorier som försöker förklara deras bildande. Dessa linjer av små dopp och fåror ser ut som meridianer. Men ingen har ännu föreslagit en fysikalisk teori om deras bildande.

Alla små satelliter bär många nedslagsmärken. Då och då kolliderar de med varandra och med kroppar som kommer på avstånd, de bryts upp i separata delar och kan till och med förenas. Därför kommer det inte att vara lätt att återställa deras avlägsna förflutna och ursprung. Men bland satelliterna finns det de som är genetiskt relaterade till planeten, eftersom de rör sig bredvid den i dess ekvatorplan och troligen har ett gemensamt ursprung med det.

Av särskilt intresse är stora planetliknande satelliter. Jupiter har fyra; dessa är de så kallade "galileiska" satelliterna - Io, Europa, Ganymede och Callisto. Vid Saturnus utmärker sig den mäktiga Titanen för sin storlek och massa. Dessa satelliter går nästan inte att skilja från planeter i sina interna parametrar. Det är bara det att deras rörelse runt solen styrs av ännu mer massiva kroppar – moderplaneterna.

Här har vi jorden och månen framför oss, och bredvid skalan finns Saturnus satellit Titan. En underbar liten planet med tät atmosfär, med stora flytande "hav" av metan, etan och propan på ytan. Hav av flytande gas, som vid yttemperaturen på Titan (-180 ° C) är i flytande form. En mycket attraktiv planet, eftersom det kommer att vara lätt och intressant att arbeta på den - atmosfären är tät, skyddar tillförlitligt från kosmiska strålar och är nära jordens atmosfär, eftersom den också huvudsakligen består av kväve, även om den saknar syre. Vakuumdräkter behövs inte där, eftersom atmosfärstrycket är nästan som på jorden, till och med lite mer. Klä dig varmt, bär en syrgasflaska på ryggen, så jobbar du lätt på Titan. Förresten, detta är den enda (förutom månen) satelliten, på vars yta det var möjligt att landa en rymdfarkost. Det var en Huygens som flög dit ombord på Cassini (NASA, ESA) och landningen var ganska lyckad.

Här är den enda bilden som tagits på Titans yta. Temperaturen är låg, så blocken är mycket kall vattenis. Vi är säkra på detta, eftersom Titan i allmänhet, till största delen, består av vattenis. Färg röd-rödaktig; det är naturligt och är förknippat med det faktum att i Titans atmosfär syntetiseras ganska komplexa organiska ämnen under inverkan av solens ultravioletta under det allmänna namnet "tholins". Diset från dessa ämnen överför huvudsakligen orange och röd färg till ytan och sprider den ganska kraftigt. Därför är det ganska svårt att studera Titans geografi från rymden. Radar hjälper. I denna mening liknar situationen Venus. Förresten, atmosfärens cirkulation på Titan är också av venusisk typ: en kraftfull cyklon i var och en av halvkloten.

Satelliter från andra gigantiska planeter är också original. Det här är Io, Jupiters närmaste måne. Den är på samma avstånd som Månen från jorden, men Jupiter är en jätte, vilket betyder att den verkar väldigt starkt på sin satellit. Jupiter smälte satellitens tarmar och på den ser vi många aktiva vulkaner (svarta prickar). Det kan ses att ejecta faller längs ballistiska banor runt vulkaner. Det finns ju praktiskt taget ingen atmosfär där, så det som kastas ut ur vulkanen flyger i en parabel (eller i en ellips?). Den låga gravitationen på ytan av Io skapar förutsättningar för höga utsläpp: 250-300 km upp, eller till och med rakt ut i rymden!

Den andra månen från Jupiter är Europa. Täckt med isskorpa, som vårt Antarktis. Under jordskorpan, vars tjocklek uppskattas till 25-30 km, finns ett hav av flytande vatten. Isytan är täckt av många gamla sprickor. Men under påverkan av det subglaciala havet rör sig islagren långsamt och liknar därmed jordens kontinenter.

Sprickor i isen öppnar sig då och då, och vatten rinner därifrån i fontäner. Nu vet vi detta med säkerhet, eftersom vi såg fontänerna med hjälp av rymdteleskopet Hubble. Detta öppnar för möjligheten att utforska Europas vatten. Vi vet redan något om det: det är saltvatten, en bra ledare av elektricitet, vilket indikeras av magnetfältet. Dess temperatur är förmodligen nära rumstemperatur, men vi vet ännu inget om dess biologiska sammansättning. Jag skulle vilja ösa upp och analysera detta vatten. Och expeditioner för detta ändamål förbereds redan.

Andra stora satelliter på planeterna, inklusive vår måne, är inte mindre intressanta. Faktum är att de representerar en oberoende grupp av satellitplaneter.

Här visas de största satelliterna i samma skala i jämförelse med Merkurius. De är inte på något sätt sämre än honom, och till sin natur är några av dem ännu mer intressanta.

Gruppen av jätteplaneter inkluderar Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Dessa är verkligen mycket stora planeter, som är många gånger större än någon av de jordiska planeterna. Dessa planeter består huvudsakligen av gaser (främst väte) och har inga fasta ytor, såsom de på jordplaneterna. Alla jätteplaneter är omgivna, huvudsakligen bestående av väte, har ett stort antal satelliter och har ringar.

Jupiter

Det är den största planeten i solsystemet. Dess massa överstiger massan av alla andra planeter tillsammans. Därför är det ingen slump att den är uppkallad efter den romerska huvudguden.

Jupiter är en gigantisk, snabbt snurrande boll. Det finns långa lager i dess atmosfär, vilket gör att Jupiter ser bandad ut. Jupiters ring är, till skillnad från Saturnus ring, smal och inte lika märkbar.

Den består av små dammpartiklar.

Det är ännu inte känt exakt vilken yta på Jupiter är. Forskare föreslår att det är flytande eller till och med gasformigt, och i Jupiters centrum finns en fast kärna. På grund av det stora avståndet från solen är temperaturen på denna planets yta cirka -130 ° C. Den så kallade stora röda fläcken märks på Jupiter. Folk har tittat på honom i 300 år. Under denna tid har den ändrat sin storlek och ljusstyrka mer än en gång, ibland försvinner den ett tag. Forskare tror att detta är en gigantisk atmosfärisk virvel.

Jupiter har 28 månar. Den största av dem - Gani-med - den största av alla satelliter i solsystemet.

Saturnus

Denna planet är uppkallad efter en av de antika romerska gudarna, jordbrukets beskyddare. Saturnus är kanske den mest ovanliga utseende planet: den är omgiven av ljusa ringar. Den totala bredden på alla Saturnus ringar är enorm - tiotusentals kilometer. Men deras tjocklek är liten - inte mer än en kilometer. Man tror att Saturnus ringar bildas av olika partiklar, stenar, block av olika storlekar, täckta med is eller frost. Temperaturen på denna planet närmar sig -170°C.

Saturnus har rekordmånga satelliter: 33 av dem är nu kända, den största heter Titan.

Uranus och Neptunus

Dessa planeter är ungefär hälften så stora som Saturnus och är nästan lika stora. De kallas till och med tvillingplaneter. Uranus är uppkallad efter den antika grekiska gudomen som personifierade himlen och Neptunus - för att hedra den antika romerska havets gud.

Båda dessa planeter är praktiskt taget osynliga från jorden för blotta ögat. Uranus var den första planeten som upptäcktes med ett teleskop. Den upptäcktes av misstag 1781 av den engelske astronomen William Herschel.

Neptunus, å andra sidan, upptäcktes först "i spetsen av en penna", det vill säga dess plats beräknades av forskare, och först senare, 1846, upptäcktes den med ett teleskop. Nyligen upptäcktes ringar runt Uranus och Neptunus. Uranus har 20 månar, Neptunus har 8.

Pluto

Denna planet upptäcktes 1930 och uppkallad efter den grekiska gudomen, underjordens härskare. Fram till 2006 var Pluto den nionde minsta planeten i solsystemet. Men i augusti 2006 uteslöt Internationella astronomiska unionens församling Pluto från planetklassen och överförde den till klassen dvärgplaneter.

Mer om jätteplaneterna och Pluto

Jupiters diameter är cirka 140 tusen km. Denna enorma planet kan innehålla 1300 sådana planeter som jorden. Ett år på Jupiter varar cirka 12 jordår. Så här lång tid tar det för Jupiter att göra ett helt varv runt solen. Men den vänder runt sin axel på mindre än 10 timmar. Det genomsnittliga avståndet för Jupiter från solen är 778 miljoner km. För att nå denna planet måste en rymdfarkost från jorden flyga i nästan två år.

Saturnus diameter är cirka 120 tusen km. Ett år på Saturnus är nästan 30 jordår, och längden på en dag är ungefär densamma som på Jupiter. Det genomsnittliga avståndet från solen till Saturnus är 1427 miljoner km. Flygningen av en rymdfarkost till denna planet tar flera år.

Uranus diameter är 51 tusen km, Neptunus - 49,5 tusen km. Uranus ligger på ett avstånd av 2870 miljoner km från solen, och Neptunus är på ett avstånd av 4497 miljoner km! Tiden för Uranus rotation runt solen är 84 jordår och Neptunus - nästan 165 jordår. Det är ett långt år på dessa planeter. Men dagarna där är kortare än på jorden.

Pluto spenderar nästan 250 jordår på ett helt varv runt solen! Sedan upptäckten av denna planet 1930 har han ännu inte lyckats genomföra en enda revolution.

Vilka planeter klassas som jätteplaneter?
Vad har alla jätteplaneter gemensamt?
Vilken planet är störst i solsystemet?
Vilken planet har flest satelliter?
Vilken planet har de ljusaste ringarna?
Vilken gas utgör grunden för gigantiska planeters atmosfär?
Vilken planet upptäcktes först genom beräkningar?
Vilket objekt i solsystemet överfördes 2006 till klassen dvärgplaneter?

Jätteplaneterna är Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus. Alla har en enorm storlek och en tät atmosfär. Dessa planeter består huvudsakligen av gaser och saknar en fast yta. De har ringar och många satelliter. Sedan 2006 har Pluto överförts till klassen dvärgplaneter.

Jag skulle vara tacksam om du delar den här artikeln på sociala nätverk:

Sidsök.