11: Планети-гіганти

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 10.E: Земляні планети - Венера і Марс (вправи)
- 11.1: Вивчення зовнішніх планет

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

«Що ми дізнаємося про Землю, вивчаючи планети? Покірність». —Ендрю Інгерсолл обговорює результати місії «Вояджер» в 1986 році.

Поза Марсом і поясом астероїдів ми стикаємося з новою областю Сонячної системи: царством гігантів. Температури тут нижчі, що дозволяє воді та іншим летючим речовинам конденсуватися як лід. Планет набагато більше, відстані між ними набагато більше, і кожен гігантський світ супроводжується великою системою супутників і кілець.

З багатьох точок зору зовнішня Сонячна система - це дія, а планети-гіганти є найважливішими членами сімейства Сонця. Якщо порівнювати з цими зовнішніми гігантами, маленькі шлаки гірських порід і металу, які обертаються ближче до Сонця, можуть здатися незначними. Ці чотири гігантські світи—Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун - є темами цієї глави. Їх кільця, супутники та карликова планета Плутон обговорюються в наступному розділі.

11.1: Вивчення зовнішніх планет
Зовнішня Сонячна система містить чотири планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Газові гіганти Юпітер і Сатурн мають загальні композиції, схожі на Сонце, і були досліджені космічними апаратами «Піонер», «Вояджер», «Галілео» та «Кассіні». «Вояджер 2» досліджував Юпітер (1979), Сатурн (1981), Уран (1986) та Нептун (1989) - грандіозний тур гігантськими планетами - і ці літаки були єдиними дослідженнями на сьогоднішній день крижаних гігантів Урана та Нептуна.
11.2: Планети-гіганти
Юпітер в 318 разів масивніше Землі. Сатурн приблизно на 25% такий же масивний, як Юпітер, а Уран і Нептун - лише 5% як масивні. Усі чотири мають глибокі атмосфери та непрозорі хмари, і всі швидко обертаються з періодами від 10 до 17 годин. Юпітер і Сатурн мають великі мантії рідкого водню. Уран і Нептун виснажуються воднем і гелієм щодо Юпітера і Сатурна (і Сонця). Кожна планета-гігант має ядро з «льоду» і «скелі» близько 10 мас Землі.
11.3: Атмосфера планет-гігантів
Чотири планети-гіганти мають, як правило, подібні атмосфери, що складаються здебільшого з водню та гелію. Їх атмосфери містять невелику кількість метану та газу аміаку, обидва з яких також конденсуються, утворюючи хмари. Більш глибокі (невидимі) хмарні шари складаються з води і, можливо, гідросульфіду амонію (Юпітер і Сатурн) і сірководню (Нептун). У верхніх атмосферах вуглеводні та інші мікросполуки виробляються методом фотохімії. Ми не знаємо походження кольорів хмари Юпітера.
11.E: Планети-гіганти (вправи)

Мініатюра: Усі чотири планети-гіганти нашої Сонячної системи мають водневу атмосферу, але теплі газові гіганти, Юпітер і Сатурн, мають засмаглі, бежеві, червоні та білі хмари, які, як вважають, складаються з частинок аміачного льоду з різними барвниками, які називаються «хромофорами». Крижані гіганти з блакитним відтінком, Уран і Нептун, набагато холодніші і покриті метановими крижаними хмарами. (кредит: модифікація роботи Місячного та планетарного інституту НАСА)