Планеты- гиганты • Планеты-гиганты расположились за орбитами астероидов Главного Пояса. Это, в порядке их удалённости от Солнца, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Движение планет-гигантов • На рисунке представлены орбиты планет -гигантов и Плутона. С помощью верхнего изображения мы смотрим на Солнечную систему с точки, расположенной над северным полюсом Солнца. Эксцентриситет орбит Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна не заметен на глаз, этого нельзя сказать об орбите Плутона. • Нижний же рисунок позволяет нам взглянуть на Солнечную систему "с ребра". Видно, насколько орбита Плутона сильно наклонена к плоскости орбит других планет. • Эти планеты быстро совершают один оборот вокруг своей оси (10 -18 часов). При этом, они вращаются слоями: слой планеты, расположенный вблизи экватора, вращается быстрее всего, а околополярные области являются самыми неторопливыми. Планетыгиганты – нетвердые планеты, этим обстоятельством и вызвано их необычное вращение. По той же причине гиганты сжаты у полюсов, что можно заметить в простой телескоп. Солнце, являясь газовым шаром, тоже вращается слоями, но с периодом 25 -35 суток.
Юпитер • • Юпитер, названный в честь царя римских богов, является самой большой планетой нашей Солнечной системы. Юпитер на небе уступает в яркости только Солнцу, Луне, Венере и изредка Марсу. В противостояниях блеск планеты почти достигает -3 m. Так как Юпитер не является твёрдым шаром, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части вращаются быстрее, чем приполярные области. Это же наблюдается у Солнца и других газовых планет. По той же причине Юпитер заметно сжат у полюсов. Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смены времен года.
ЮПИТЕР в цифрах: Масса 317, 9 массы Земли (1, 9. 1027 кг) Диаметр 11, 2 диаметра Земли (142 984 км) Плотность 1, 33 г/см 3 Температура видимой поверхности -160°С Длительность звёздных суток 9, 93 часа Среднее расстояние от Солнца 5, 20 а. е. ( 778, 33 млн. км) Период обращения по орбите 11, 86 земных лет Наклон экватора к орбите +3° 05` Эксцентриситет орбиты 0, 048 Наклонение орбиты к эклиптике 1, 31° Средняя скорость движения по 13, 06 км/сек орбите Расстояние от Земли от 591 млн. до 965 млн. км
Химический состав, физические условия и строение Юпитера • • Благодаря наземным наблюдениям и информации, переданной межпланетными зондами, мы располагаем прямыми данными наблюдений за верхними 2000 км атмосферы Юпитера Если не считать ядра, Юпитер на 90% - водород и на 10% - гелий по количеству атомов, и в соотношении 3 к 1 -му - по массе. В атмосфере Юпитера (на схеме - самый наружный слой) различают три слоя: - внешний слой, состоящий из водорода; - средний слой, состоящий из водорода (90%) и гелия (10%); - нижний слой, состоящий из водорода, гелия и примесей аммиака, гидросульфата аммония и воды. Именно в нижнем слое возникают наблюдаемые с Земли облачные структуры. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в нижнем слое. Наверху - облака из оледеневшего аммиака (NH 3). Под ними - облака кристаллов гидросульфата аммония (NH 4 SH), а в самом низком слое - собираются водяной лед и, возможно, жидкая вода. Ниже этого уровня планета непрозрачна. Т. о. вся видимая поверхность Юпитера - это плотные облака, образующие многочисленные полосы желтокоричневых, красных и голубоватых оттенков.
Химический состав, физические условия и строение Юпитера • • Далее идёт слой из смеси молекулярных водорода и гелия (на схеме - светло-коричневая область). Давление и температура в ней возрастают с глубиной. На глубине, где давление достигает 1 млн атм, молекулы водорода разрушаются и он переходит в металлическое состояние (такое вещество на Земле не встречается). • Слой металлического водорода (на схеме - светлая область, окружающая ядро) имеет плотность 4 г/см 3 и температуру 10 000 К. В металлическом водороде растворён гелий. С ростом глубины давление в этом слое возрастает до 45 млн. атм. , а температура до 20 000 К. Т. к. электроны в этом слое являются свободными, он проводит электрический ток, этими токами объясняется магнитное поле Юпитера. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости. • В ядре планеты (на схеме - самый внутренний слой) преобладающими являются силикаты, железо, водяной лёд. Масса ядра примерно в 15 раз больше массы Земли. Давление в ядре достигает 45 млн. атм. , температура вещества около 20 000 К.
Атмосфера Юпитера • Атмосферам Юпитера и других газовых планет свойственны ветры больших скоростей, дующие в пределах широких полос, параллельных экватору планеты. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/час. Изучение атмосферы позволило сказать, что ветры эти также существуют в более низких её слоях, вплоть до тысячи километров от внешних облаков. Из этого сделан вывод, что они управляются не энергией излучения Солнца, а внутренним теплом планеты, в то время как на Земле все происходит наоборот. • В атмосфере Юпитера возникают чудовищные бури и вихри, одним из которых является Большое Красное Пятно, замеченное с Земли более 300 лет назад. Первым его наблюдал итальянский астроном Джованни Кассини в 1665 г. Ещё южнее можно заметить меньший вихрь со своими циклоническими рукавами. Размер минимальных видимых деталей на снимке - десятки километров.
• • Исследования, проведенные в ИКдиапазоне, и визуальные наблюдения движений в самом вихре указывают на то, что он - область высокого давления, т. е. антициклон. Облака Пятна расположены значительно выше и более холодны, чем облака вокруг. Возможно, долгий срок жизни Большого Красного Пятна на Юпитере объясняется именно тем, что Юпитер - газовая планета, вероятно, имеющая жидкие слои, но не имеющая твёрдой поверхности, которая рассеяла бы энергию вихря. Однако, Красное Пятно изменяет свои очертания, размер, цвет. Такие изменения доступны наблюдениям с помощью телескопа. За последние сто лет его размеры уменьшились вдвое.
Магнитосфера Юпитера • Юпитер имеет огромное магнитное поле, значительно превышающее по напряженности Земное. Магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км, за орбиту Сатурна! Но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Даже на таком расстоянии от себя Солнце показывает, кто, на самомто деле, в доме хозяин. Таким образом, форма магнитосферы Юпитера, как и других планет, далека от сферической.
Сатурн • Сатурн может достигать отрицательной звездной величины в период противостояния планеты. В небольшие инструменты легко разглядеть диск и кольцо, если оно хоть чуть развернуто к Земле. • Из-за малой контрастности облака Сатурна рассмотреть труднее, чем облачные полосы на Юпитере. Зато легко заметить сжатие планеты у полюсов, которое достигает 1: 10.
САТУРН в цифрах: Масса 95, 2 массы Земли (5, 7. 1026 кг) Диаметр 9, 45 диаметра Земли (120 536 км) Плотность 0, 69 г/см 3 Температура видимой -190°С поверхности Длительность 10, 23 часа звёздных суток Среднее расстояние 9, 54 а. е. ( 1 426, 98 от Солнца млн. км) Период обращения по 29, 46 земных лет орбите Наклон экватора к +26° 44` орбите Эксцентриситет 0, 056 орбиты Наклонение орбиты к 2, 49° эклиптике Средняя скорость 9, 65 км/сек
Химический состав, физические условия и строение Сатурна • • Если не считать ядра, Сатурн на 90% - водород и на 10% - гелий по количеству атомов, и в соотношении 3 к 1 -му - по массе. В атмосфере Сатурна (на схеме - самый наружный слой) различают три слоя: - внешний слой, состоящий из водорода; - средний слой, состоящий из водорода (93%) и гелия (7%); - нижний слой, состоящий из водорода, гелия и примесей аммиака, гидросульфата аммония и воды. Именно в нижнем слое возникают наблюдаемые с Земли облачные структуры. Ниже этого уровня планета непрозрачна. Т. о. вся видимая поверхность Сатурна - это плотные облака, образующие многочисленные полосы светло-желтого, желтого и серого оттенков. Далее идёт слой из смеси молекулярных водорода и гелия (на схеме - светло-жёлтая область). Слой металлического водорода (на схеме - светлая область, окружающая ядро) имеет плотность 4 г/см 3 и температуру 8000 К. В металлическом водороде такой температуры, в отличие от Юпитера, где она достигает 10 000 К, гелий нерастворим и образует капли, которые осаждаются к центру планеты. Выделяющаяся при этом гравитационная энергия служит источником разогрева Сатурна. Т. к. электроны в этом слое являются свободными, он проводит электрический ток, этими токами объясняется магнитное поле Сатурна. В ядре планеты (на схеме - самый внутренний слой) преобладающими являются силикаты, железо, водяной лёд. Масса ядра примерно в 20 раз больше массы Земли. Давление в ядре достигает 10 млн атм, температура вещества около 14 000 К.
Атмосфера Сатурна • Атмосфера Сатурна - в основном, водород и гелий. • Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна могла бы быть результатом более сильного смешивания газов в направлении, перпендикулярном экватору, чего не наблюдается в атмосфере Юпитера • Ветра на Сатурне очень сильны. Вблизи экватора "Вояджеры" измерили их скорость: около 500 м/с. Ветра дуют, по большей части, в восточном направлении (напомним, что, как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток). Сила ветров ослабевает при удалении от экватора. Также, при удалении от экватора, появляется всё больше западных течений.
• Вояджеры" обнаружили ультрафиолетовое излучение водорода в атмосфере средних широт и полярные сияния на широтах выше 65º. Подобная активность может привести к образованию сложных углеводородных молекул. Полярные сияния средних широт, которые происходят только в освещённых Солнцем областях, возникают по тем же причинам, что и полярные сияния на Земле. Разница лишь в том, что на нашей планете это явление присуще более высоким широтам.
Уран • • • Радиус – 26320 км Масса – 8. 7 *1024 кг Плотность- 1, 1 г/см 3 Сутки – 17 ч 14 м Период обращения по планете – 84, 01 лет • Температура - -2080 С • Спутники- 21 штука • Колец - 11
Химический состав, физические условия и строение Урана • Ось вращения урана почти параллельна эклиптике, поэтому полярные области урана получают большее количество энергии от Солнца, чем экваториальные. Однако Уран более горячий в районе экватора, чем на полюсах. • Уран состоит прежде всего из горной породы и различных льдов, количество водорода составляет только 15% и есть небольшое количество гелия. Повидимому, Уран не имеет каменного ядра подобно Юпитеру и Сатурну. • Атмосфера Урана состоит на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана
Нептун • • Масса – 1, 03 *1026 кг Плотность- 1, 7 г/см 3 Сутки – 16 ч 04 м Период обращения по орбите -164, 79 лет • Температура = -2180 С • Спутники- 8
Химический состав, физические условия и строение Нептуна • • • По своему составу Нептун подобен Урану: различные льды и горная порода с небольшим количеством гелия и приблизительно 15% водорода. Как и Уран, Нептун не имеет отчетливого внутреннего строения, а скорее более или менее однороден по составу. Как на любой газовой планете, на Нептуне дуют ветры с очень высокими скоростями. Ветры на Нептуне самые быстрые в солнечной системе, их скорость достигает 2000 км/ч. Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источник теплоты – он излучает вдвое больше энергии, чем получает от Солнца.
Скачать презентацию Планеты- гиганты Планеты-гиганты расположились за орбитами астероидов
Планеты- гиганты.ppt