Общая характеристика планет гигантов, Планеты-гиганты – кратко - Русская историческая библиотека
В ту эпоху, когда кольцо разворачивалась ребром к Солнцу, тени от крупных неоднородностей ложатся на плоскость кольца верхнее фото. Химический состав, физические условия и строение Урана. Спектральные наблюдения и теоретическая модель Юпитера.
Раз есть тень, значит в кольце довольно плотно упакованное вещество. Тень кольца исчезает только в дни равноденствия на Сатурне, когда Солнце оказывается точно в его плоскости; и это независимо указывает на малую толщину кольца.
Кольцу Сатурна посвящено много работ. Джеймс Клерк Максвелл, тот самый, что прославился своими уравнениями электромагнитного поля, исследовал физики кольца и показал, что оно не может быть единым твердым предметом, а должно состоять из мелких частиц, иначе центробежная сила его разорвала бы. Каждая частица летит по своей орбите — чем ближе к планете, тем быстрее. Взгляд на любой предмет с другой стороны всегда полезен.
Там, где в прямом свете мы видели черноту, «провал» в кольце, здесь мы видим вещество; просто оно другого типа, по-другому отражает и рассеивает свет.
Когда космические зонда прислали нам снимки кольца Сатурна, нас поразила его тонкая структура. Но еще в XIX в выдающиеся наблюдатели на обсерватории Пик-дю-Миди во Франции именно эту структур видели глазом, но им тогда никто особенно не поверил, потому что никто кроме них такие тонкости не замечал.
Но оказалось, кольцо Сатурна именно такое. Объяснение этой тонкой радиальной структуре кольца специалисты по звездной динамике ищут в рамках резонансного взаимодействия частиц кольца с массивными спутниками Сатурна вне кольца и мелкими спутниками внутри кольца.
В целом теория волн плотности справляется с задачей, но до объяснения всех деталей еще далеко.
На верхнем фото дневная сторона кольца. Зонд пролетает через плоскость кольца, и мы видим на нижнем фото, как оно повернулось к нам ночной стороной. Вещество в делении Кассини стало вполне заметно с теневой стороны, а яркая часть кольца, напротив, потемнела, поскольку она плотная и непрозрачная. Там, где была чернота, появляется яркость, потому что мелкие частицы не отражают, но рассеивают свет вперед.
Эти снимки показывают, что вещество есть везде, просто частицы разного размера и структуры. Какие физические явления сепарируют эти частицы, мы пока не очень понимаем. Надо сказать, что хоть и близко от кольца Сатурна пролетали космические аппараты, тем не менее ни одному из них не удалось увидеть реальные частицы, составляющие кольцо.
Мы видим лишь общее их распределение. Отдельные глыбы увидеть не удается, не рискуют аппарат внутрь кольца запускать. Но когда-нибудь это придется сделать. С ночной стороны Сатурна сразу появляются те слабо видимые части колец, которые в прямом свете не видно. Это не настоящий цветной снимок. Цветами здесь показан характерный размер тех частиц, которые составляют ту или иную область.
Красные — мелкие частицы, бирюзовые — более крупные. В ту эпоху, когда кольцо разворачивалась ребром к Солнцу, тени от крупных неоднородностей ложатся на плоскость кольца верхнее фото.
За них ответственны выступы километрового размера. Не исключено, что некоторые из них — это тени от наиболее крупных камней.
Но квазирегулярная структура теней фото внизу более соответствует временным скоплениям частиц, возникающим в результате гравитационной неустойчивости.
Вдоль некоторых колец летают спутники, так называемые «сторожевые псы» или «пастушьи собаки», которые своей гравитацией удерживают от размытия некоторые кольца. Причем сами спутники довольно интересные. Один движется внутри тонкого кольца, другой снаружи например, Янус и Эпиметей. У них орбитальные периоды чуть-чуть разные. Внутренний ближе к планете и, следовательно, быстрее облетает ее, догоняет наружный спутник и за счет взаимного притяжения меняет свою энергию: наружный притормаживается, внутренний ускоряется, и они меняются орбитами — тот, что затормозил переходит на низкую орбиту, а тот, что ускорился — на высокую.
Так они делают несколько тысяч оборотов, а затем вновь меняются местами. Например, Янус и Эпиметей меняются местами раз в 4 года. Несколько лет назад открыли самое далекое кольцо Сатурна, о котором вообще не подозревали.
Это кольцо связано со спутником Феба, с поверхности которого улетает пыль, заполняя область вдоль орбиты спутника. Плоскость вращения этого кольца, как и самого спутника, не связана с экватором планеты, поскольку из-за большого расстояния гравитация Сатурна воспринимается как поле точечного объекта.
У каждой гигантской планеты есть семейство спутников. Особенно богаты ими Юпитер и Сатурн. На сегодняшний день у Юпитера их 69, а у Сатурна 62 и регулярно обнаруживаются новые.
Нижняя граница массы и размера для спутников формально не установлена, поэтому для Сатурна это число условное: если вблизи планеты обнаруживается объект размером метров, то что это — спутник планеты или частица ее кольца? В любом многочисленном семействе космических тел мелких всегда больше, чем крупных. Спутники планет — не исключение. Мелкие спутники — это, как правило, глыбы неправильной формы, в основном состоящие изо льда. Имея размер менее км, они не в состоянии своей гравитацией придать себе сфероидальную форму.
Внешне они очень похожи на астероиды и ядра комет. Вероятно, многие из них таковыми и являются, поскольку движутся вдали от планеты по весьма хаотическим орбитам. Планета могла захватить их, а через некоторое время может потерять. С малыми астероидоподобными спутниками мы пока не очень близко знакомы.
Особенно пристальное внимание было к Фобосу; на его поверхность даже зонд хотели отправить, но пока не получилось. Чем внимательнее присматриваешься к любому космическому телу, тем больше в нем загадок.
Фобос — не исключение. Посмотрите, какие странные структуры идут вдоль его поверхности. Уже несколько физических теорий существует, пытающихся объяснить их образование. Эти линии из мелких провалов и борозд похожи на меридианы. Но физической теории их формирования пока никто не предложил. Все мелкие спутники несут на себе многочисленные следы ударов.
Время от времени они сталкиваются друг с другом и с приходящими издалека телами, дробятся на отдельные части, а могут и объединяться. Поэтому восстановить их далекое прошлое и происхождение будет нелегко.
Но среди спутников есть и те, что генетически связаны с планетой, поскольку движутся рядом с ней в плоскости ее экватора и, скорее всего имеют общее с ней происхождение.
Особый интерес представляют крупные планетоподобные спутники. У Сатурна выделяется своим размером и массой могучий Титан. Эти спутники по своим внутренним параметрам почти неотличимы от планет. Просто их движение вокруг Солнца контролируется еще более массивными телами — материнскими планетами. Вот перед нами Земля и Луна, а рядом в масштабе спутник Сатурна Титан. Замечательная маленькая планета с плотной атмосферой, с жидкими большими «морями» из метана, этана и пропана на поверхности.
Очень привлекательная планета, потому что на ней будет легко и интересно работать — атмосфера плотная, надежно защищает от космических лучей и по составу близка к земной атмосфере, поскольку тоже в основном состоит из азота, хотя и лишена кислорода. Вакуумные скафандры там не нужны, поскольку атмосферное давление почти как на Земле, даже чуть больше. Тепло оделись, баллончик с кислородом за спину, и вы легко будете работать на Титане.
Кстати, это единственный кроме Луны спутник, на поверхность которого удалось посадить космический аппарат. Вот единственный снимок, сделанный на поверхности Титана. Температура низкая, поэтому глыбы — это очень холодный водяной лед. Мы в этом уверены, потому что Титан вообще по большей части состоит из водяного льда. Цвет красновато-рыжеватый; он естественный и связан с тем, что в атмосфере Титана под действием солнечного ультрафиолета синтезируется довольно сложные органические вещества под общим названием «толины».
Дымка из этих веществ пропускает к поверхности в основном оранжевый и красный цвет, довольно сильно его рассеивая. Поэтому изучать из космоса географию Титана довольно сложно. Помогает радиолокация.
В этом смысле ситуация напоминает Венеру. Кстати, и циркуляция атмосферы на Титане тоже венерианского типа: по одному мощному циклону в каждом из полушарий. Спутники других планет-гигантов тоже оригинальны. Это Ио — ближайший спутник Юпитера. Имеются также более мелкие пятна на Сатурне. У Юпитера и Сатурна открыто наибольшее количество спутников среди всех планет Солнечной системы. Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газопылевых дисков с большим количеством газа при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников.
Из-за больших размеров и масс газовые гиганты наиболее просты в обнаружении любыми способами из всех типов экзопланет.
Крупнейшая из них — TrES-4 A b — относится к горячим юпитерам. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 10 ноября года; проверки требуют 2 правки. Дата обращения: 10 марта Архивировано 24 июня года. Архивировано 8 мая года. D-D Fusion in the Interior of Jupiter?
Архивировано 23 января года. Дата обращения: 15 марта Архивировано 15 марта года. Медиафайлы на Викискладе. Солнечная система.
Список объектов Солнечной системы Астрономические объекты. Внеземная вода Двойник Земли Суперобитаемая планета Жизнепригодность планеты Жизнепригодность системы красного карлика Жизнепригодность системы оранжевого карлика Жизнепригодность системы нейтронной звезды Зона обитаемости Индекс обитаемости планеты Индекс подобия Земле.
Юпитер является мощным источником радиоизлучения. В центре Юпитера существует твердое ядро, по химическому составу подобное планетам земной группы, которое может состоять из скальных пород. Сатурн — самая удаленная планета, которую знали астрономы в древности, — названа в честь отца главного бога Юпитера.
После изобретения телескопа обнаружили, что Сатурн является самой красивой планетой Солнечной системы, так как его сказочное кольцо завораживает как детей, так и взрослых. Сатурн не имеет того разнообразия красок, который наблюдается в атмосфере Юпитера, но структура атмосфер этих планет очень похожа.
Желтоватый цвет верхним слоям атмосферы Сатурна придают снежные облака из аммиака. На глубине км от верхних слоев облаков располагаются облака воды, в которых при повышении температуры снег превращается в дождь. Верхние слои облаков получают энергию как от Солнца, так и из глубин Сатурна. Из-за ветров образуются темные полосы облаков, которые располагаются параллельно экватору.
Средняя плотность Сатурна меньше, чем воды, что свидетельствует о небольшом количестве тяжелых химических элементов в ядре планеты. Сатурн, как и Юпитер, имеет магнитное поле, радиационные пояса и является источником радиоизлучения. Сатурн излучает в космос больше энергии, чем получает от Солнца. Астрономы недавно обнаружили дефицит гелия в атмосфере Сатурна по сравнению с атмосферой Юпитера и предложили интересную гипотезу о возможном источнике его энергии.
На Сатурне гелий не полностью растворяется в водороде. В водородной атмосфере Сатурна он образует капли, которые конденсируются в атмосфере как своеобразный туман и затем выпадают в виде дождя.
Такие гелиевые осадки в верхних слоях атмосферы могут быть источником внутренней энергии, поскольку более плотный гелий по сравнению с водородом опускается ближе к центру. Потенциальная энергия капель гелия превращается в кинетическую, что приводит к повышению температуры в недрах.
Со временем гелиевые дожди прекратятся, и температура на Сатурне снизится. Планета названа в честь бога неба Урана и является истинно голубой, так как одну седьмую ее атмосферы составляет метан. Такой большой угол наклона приводит к уникальной в Солнечной системе смене времен года — полярные круги располагаются почти на экваторе, а тропики — у полюсов.
