Планеты - газовые гиганты


1079

Газовыми гигантами называются планеты, основная часть которых состоит из газов различных видов. Этими газами являются преимущественно водород и гелий. В меньшей степени возможно присутствие аммиака и метана, а иногда азота. Для таких планет характерны обычно низкие температуры и высокое давление в атмосфере.

Основные особенности газовых гигантов:

  1. Имеют небольшую плотность. Таким образом, у них нет твердой поверхности в привычном для нас понимании.
  2. Обладают чрезвычайно кратким периодом суточного вращения. Он составляет примерно от 9 до 17 часов, что по земным меркам, очень мало.
  3. Из-за быстрого вращения, как правило, сжаты или приплюснуты в области полюсов.
  4. Хорошо рассеивают солнечные лучи.

Строение газовых гигантов

Структура газовых планет состоит из нескольких слоев:

  • газообразный (представлен в виде облаков);
  • жидкого газа, возникающего в силу высокого давления;
  • металлического газа (здесь возникает электромагнитное поле);
  • небольшого ядра, которое может быть металлическим или каменным.

Для газовых планет характерно присутствие в атмосферах сильных ветров, достигающих тысячи километров. А также устойчивых гигантских вихрей, существующих не одну сотню лет.

По современным данным, большинство планет находящихся вне нашей солнечной системы, то есть экзопланет, являются газовыми. В нашей галактике их сейчас насчитывается около ста миллиардов.

Газовые гиганты солнечной системы

Все планеты нашей солнечной системы принято делить на две части: внешние и внутренние. Газовые гиганты представлены группой, которую в науке называют «внешние планеты». В нее входят Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер. Они находятся дальше от Солнца, чем остальные – внутренние планеты и отделены от них поясом из астероидов.

Внешние планеты обладают совокупностью общих отличительных признаков:

  1. Значительной удаленностью от Солнца.
  2. Наличием сильных магнитных полей.
  3. Большими размерами и массой.
  4. Присутствием вокруг планеты множества спутников.
  5. Низкими температурами.
  6. Наличием кольцевых систем опоясывающих планету.

Самой большой из внешних планет является Юпитер. Она является пятой по расстоянию от Солнца. Обладает атмосферой, состоящей преимущественно из водорода и на одиннадцать процентов из гелия. Наличие в ней серы и фосфора придает красивый оранжевый цвет внешнему облику планеты. В более низких слоях находится океан, наполненный жидким водородом.

Здесь присутствуют классические признаки газовых планет: сильные ветра и продолжительные (до трехсот лет существования) вихри. Самым гигантским из последних является Большое Красное пятно. Его размеры в несколько раз превосходят земные.

Планета обладает мощнейшим магнитным полем в 650 миллионов километров. В его зоне вращается двадцать восемь спутников.

Следующий газовый гигант внешней системы - это Сатурн. Планета является второй по размерам в нашей солнечной системе. Время ее вращения очень короткое - чуть более 10 часов. По размерам она немногим уступает Юпитеру. А вот по массе - в три раза.

В состав Сатурна входит в основном водород, в небольшой степени присутствуют гелий аммиак, метан и остатки воды.

Знаменитое кольцо Сатурна, окружающие его в районе экватора, не являются единым целым. Его внешние слои вращаются вокруг планеты с гораздо меньшей скоростью, чем внутренние. По своей структуре они состоят из мельчайших частиц льда с добавлением силикатной пыли. По ширине они могут достигать восьмидесяти тысяч километров. Толщина же колец гораздо меньше - не более одного километра.

Протяженность года на Сатурне больше земной в 29, 5 раза. Во время годового цикла вид колец небесного тела с Земли сильно различается.

Для периода равноденствия характерно прекращение возможности их наблюдения. То есть они практически перестают быть видимыми с нашей планеты, за исключением небольшой линии. После этого, в течение семи летнего срока, кольца становятся все больше и больше видимы в ширину и достигают максимальных визуальных размеров, когда происходит солнцестояние. Затем цикл повторяется.

Сатурн имеет шестьдесят два спутника. Состав их представлен каменными породами и льдом, а размеры, как правило, небольшие. Один из его спутников - Титан, получивший свое наименование за максимальные, по сравнению с другими, размеры, обладает плотной атмосферой, состоящей преимущественно из азота с добавлением метана. Ученые предполагают, что подобные условия могли существовать на Земле в период появления на ней жизни.

Планетой, следующей за Сатурном, является Уран. Открытая в XVII веке, она является четвертой по массе в солнечной системе.

Год на Уране в 84 раза больше земного, а вращение вокруг своей оси она совершает всего за семнадцать часов. В составе Урана, в отличие от большинства других планет кроме Нептуна, ученые не обнаружили металлического водорода. Однако там был выявлен большой процент льда. Поэтому планета, так же как и Нептун была отнесена к ледяным гигантам.

В ее водородно-гелиевой атмосфере были найдены примеси метана, аммиака и водорода.

Уран является самой холодной планетой солнечной системы. С температурой  224 градуса по Цельсию он совершенно не пригоден для жизни.

Несомненным является наличие слабо выраженных колец на Уране. При этом более яркую окраску имеют внешние кольцевые образования.

Особенностью Урана является его свойство вращения в горизонтальном положении, как бы лежа на «боку». Двадцать семь спутников планеты носят имена героев произведений  У. Шекспира и А. Поупа.

Последним, и самым маленьким, из внешних газовых гигантов является Нептун. Не видимый с Земли, он имеет уникальную историю открытия, так как был впервые обнаружен не визуально, а с помощью математических расчетов. Причиной этому послужили изменения в орбите Урана и предположение, что они вызваны влиянием гравитации неизвестной планеты.

По составу Нептун сходен с Ураном. Это заставило ученых отнести его к ледяным гигантам. Поверхность планеты представляет собой океан из воды и сжиженных газов. Один год на планете соответствует примерно 165 земным. Сутки длятся около 16 часов.

За счет внутреннего источника энергии Нептуна, на нем возникают самые сильные в Солнечной системе ветры. Они могут достигать 2100 километров в час. Для атмосферы планеты характерны устойчивые штормы, продолжающиеся по несколько месяцев.

На Нептуне были открыты слабо выраженные кольца с красноватым оттенком. Предполагается, что его придает наличие в их составе, народу со льдом и силикатом, углерода.

Нептун обладает сильнейшим магнитным полем, протяженностью 650 тысяч километров. Но, в отличие от Земли, его орбита отклонена от оси вращения самой планеты на 47 градусов.

Из четырнадцати спутников Нептуна самым крупным является Тритон.

В настоящее время, среди ученых также существует теория, что в нашей солнечной системе существовала еще одна планета, являвшаяся газовым гигантом. Но под воздействием гравитации Юпитера ей пришлось из области притяжения Солнца.

Самый большой газовый гигант

В начале XXI века была обнаружена самая большая планета Вселенной, являющаяся одновременно и газовым гигантом. Ей присвоили наименование TrES-4. Она находится в созвездии Геркулеса, на расстоянии 1600 световых лет от нашей планеты. Небесное тело в двадцать раз больше Земли. В диаметре оно в 1,7 раза превышает Юпитер, но по массе только в три. Сутки на TrES-4 равны трем с половиной земным.

Из-за близости к материнской звезде температура на планете чрезвычайно высока и достигает примерно 1260 градусов. Поэтому, а также по причине небольшой массы, она постоянно расширяется. TrES-4 не может удержать атмосферу. Часть ее постоянно испаряется, преобразуясь в хвост, на подобие тех, что сопровождают комету.