Планеты - гиганты

Планеты - гиганты

Подготовила учитель

МКОУ «Хотьковская средняя общеобразовательная школа»

Наталья Николаевна Коломина

Астрономия, 11 класс

Юпитер

Продолжительность года

Продолжительность суток

4332,589 дня (11,8618 года)

Количество спутников

398,88 дня

69

Масса

Ускорение свободного падения на экваторе

1,8986·1027 кг (317,8 земных)

Атмосферное давление

24,79 м/с²

Средний радиус

20—220 кПа

69 911 ± 6 км

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, газовый гигант. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли.

Масса Юпитера в 2,47 раза превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, в 317,8 раз — массу Земли и примерно в 1000 раз меньше массы Солнца.

Среднее расстояние между Юпитером и Солнцем составляет 778,57 млн км (5,2 а.е.), а период обращения составляет 11,86 года.

На данный момент наибольшее признание получила

следующая модель внутреннего строения Юпитера:

Атмосфера. Её делят на 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, гидросульфида аммония и воды, образующих три слоя облаков:

• вверху — облака из оледеневшего аммиака (NH 3 ). Его температура составляет около −145 °C, давление — около 1 атм;

• ниже — облака кристаллов гидросульфида аммония (NH 4 HS);

• в самом низу — водяной лёд и, возможно, жидкая вода, вероятно, имеется в виду — в виде мельчайших капель. Давление в этом слое составляет около 1 атм, температура примерно −130 °C (143 К). Ниже этого уровня планета непрозрачна.

Слой металлического водорода. Температура этого слоя меняется от 6 300 до 21 000 К, а давление от 200 до 4000 ГПа.

Каменное ядро.

Анимация вращения Юпитера, созданная по фотографиям с «Вояджера-1», 1979 г.

Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. В отличие от Земли, где циркуляция атмосферы происходит за счёт разницы солнечного нагрева в экваториальных и полярных областях, на Юпитере воздействие солнечной радиации на температурную циркуляцию незначительно; главными движущими силами являются потоки тепла, идущие из центра планеты, и энергия, выделяемая при быстром движении Юпитера вокруг своей оси.

Полосы Юпитера в разные годы

Июль 2009

Июнь 2010

Характерной особенностью внешнего облика Юпитера являются его полосы. Существует ряд версий, объясняющих их происхождение. Так, по одной из версий, полосы возникали в результате явления конвекции в атмосфере планеты-гиганта — за счёт подогрева и, как следствие, поднятия одних слоёв и охлаждения и опускания вниз других. Весной 2010 года учёными была выдвинута гипотеза, согласно которой полосы на Юпитере возникли в результате воздействия его спутников. Предполагается, что под влиянием притяжения спутников на Юпитере сформировались своеобразные «столбы» вещества, которые, вращаясь, и сформировали полосы.

Большое красное пятно

Большое красное пятно — овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. Было открыто Робертом Гуком в 1664 году. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (диаметр Земли ~12,7 тыс. км), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза бо́льшие размеры.

Большое красное пятно — это уникальный долгоживущий гигантский ураган, вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток.

Молнии

В центре вихря давление оказывается более высоким, чем в окружающем районе, а сами ураганы окружены возмущениями с низким давлением. По снимкам, сделанным космическими зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», было установлено, что в центре таких вихрей наблюдаются колоссальных размеров вспышки молний протяжённостью в тысячи километров. Мощность молний на три порядка превышает земные.

Горячие тени от спутников

Ещё одним непонятным явлением можно назвать «горячие тени». Согласно данным радиоизмерений, проведённым в 1960-х годах, в местах, куда на Юпитер падают тени от его спутников, температура заметно повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать

Большое рентгеновское пятно

Орбитальным телескопом «Чандра» в декабре 2000 года на полюсах Юпитера (главным образом, на северном полюсе) обнаружен источник пульсирующего рентгеновского излучения, названный Большим рентгеновским пятном. Причины этого излучения пока представляют загадку.

Спутники Юпитера

По данным на июнь 2017 года, у Юпитера известно 69 спутников — наибольшее значение среди планет Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Спутникам даны в основном имена различных мифических персонажей, так или иначе связанных с Зевсом-Юпитером. Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты ещё в 1610 году Галилео Галилеем. Открытие спутников Юпитера послужило первым серьёзным фактическим доводом в пользу гелиоцентрической системы Коперника

Кольца

У Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения «Вояджера-1» мимо Юпитера в 1979 году.

Главное кольцо простирается от 122 500 до 129 230 км от центра Юпитера. Внутри главное кольцо переходит в тороидальное гало, а снаружи контактирует с паутинным. Наблюдаемое прямое рассеяние излучения в оптическом диапазоне характерно для пылевых частиц микронного размера.

Сатурн

Продолжительность года

Продолжительность суток

10 759,22 суток (29,46 года)

Количество спутников

378,09 суток

62

Масса

Ускорение свободного падения на экваторе

5,6846·1026 кг (95 земных)

Средний радиус

10,44 м/с²

58 232 ± 6 км

Сату́рн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн, а также Юпитер, Уран и Нептун, классифицируются как газовые гиганты. Сатурн назван в честь римского бога земледелия.

В основном Сатурн состоит из водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и тяжёлых элементов. Внутренняя область представляет собой относительно небольшое ядро из железа, никеля и льда, покрытое тонким слоем металлического водорода и

газообразным внешним слоем.

На орбите Сатурна находилась автоматическая межпланетная станция (АМС) «Кассини» , запущенная в 1997 году и достигшая системы Сатурна в 2004 году. В задачи АМС входило изучение структуры колец, а также динамики атмосферы и магнитосферы планеты.

15 сентября 2017 года станция завершила свою миссию, сгорев в атмосфере планеты.

Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 96,3 % из водорода (по объёму) и на 3,25 % — из гелия (по сравнению с 10 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, аммиака, фосфина, этана и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских. Облака нижней части атмосферы состоят из гидросульфида аммония (NH 4 SH) или воды.

По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветра, до 500 м/с.

12 ноября 2008 года камеры станции «Кассини» получили изображения северного полюса Сатурна в инфракрасном диапазоне. На них исследователи обнаружили полярные сияния, подобные которым не наблюдались ещё ни разу в Солнечной системе.

Полярное сияние над северным полюсом Сатурна. Сияния окрашены в голубой цвет, а лежащие внизу облака — в красный.

В глубине атмосферы Сатурна растут давление и температура, а водород переходит в жидкое состояние, однако этот переход является постепенным. На глубине около 30 тыс. км водород становится металлическим (давление там достигает около 3 миллионов атмосфер). Циркуляция электрических токов в металлическом водороде создаёт магнитное поле (гораздо менее мощное, чем у Юпитера). В центре планеты находится массивное ядро из твердых и тяжёлых материалов — силикатов, металлов и, предположительно, льда.

Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил «спутников»

Вид Сатурна в современный телескоп (слева) и в телескоп времён Галилея (справа)

В 1659 году Гюйгенс с помощью более мощного телескопа выяснил, что «компаньоны» — это на самом деле тонкое плоское кольцо, опоясывающее планету и не касающееся её. Гюйгенс также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. Начиная с 1675 года изучением планеты занимался Кассини . Он заметил, что кольцо состоит из двух колец, разделённых чётко видимым зазором — щелью Кассини, и открыл ещё несколько крупных спутников Сатурна: Япет, Тефию, Диону и Рею.

В дальнейшем значительных открытий не было до 1789 года, когда У. Гершель открыл ещё два спутника — Мимас и Энцелад. Затем группой британских астрономов был открыт спутник Гиперион. В 1899 году Уильям Пикеринг открыл Фебу, а в 1944 году Джерардом Койпером было открыто наличие мощной атмосферы на другом спутнике — Титане. Данное явление для спутника уникально в Солнечной системе.

Крупнейшие спутники — Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет — были открыты к 1789 году, однако и по сегодняшний день остаются основными объектами исследований.

Диаметры этих спутников варьируются в пределе от 397 (Мимас) до 5150 км (Титан).

Сегодня известно, что у всех четырёх газообразных гигантов есть кольца, но у Сатурна они самые заметные. Как предполагал ещё Гюйгенс, кольца не являются сплошным твёрдым телом, а состоят из миллиардов мельчайших частиц, находящихся на околопланетной орбите. Кольца Сатурна очень тонкие. При диаметре около 250 000 км их толщина не достигает и километра.

Существует три основных кольца и четвёртое — более тонкое. Все вместе они отражают больше света, чем диск самого Сатурна. Три основных кольца принято обозначать первыми буквами латинского алфавита. Кольцо В — центральное, самое широкое и яркое, оно отделяется от внешнего кольца А щелью Кассини шириной почти 4000 км, в которой находятся тончайшие, почти прозрачные кольца. Внутри кольца А есть тонкая щель, которая называется разделительной полосой Энке. Кольцо С, находящееся ещё ближе к планете, чем В, почти прозрачно

Уран

Продолжительность года

Продолжительность суток

30 685,4 дней (84,01 года)

Количество спутников

369,66 дней

27

Масса

Ускорение свободного падения на экваторе

8,6832·1025 кг (14,6 земных)

Средний радиус

8,87 м/с²

25 362 ± 7 км

Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа. Его открыл Уильям Гершель 13 марта 1781 года, тем самым впервые со времён античности расширив границы Солнечной системы в глазах человека.

Модель телескопа, с помощью которого Гершель открыл Уран. Находится в музее Уильяма Гершеля, в городе Бат (Англия)

Уран — единственная большая планета, название которой происходит не из римской, а из греческой мифологии.

Сопоставление размеров Земли и Урана

Стандартная модель Урана предполагает, что Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера.

У Урана есть слабо выраженная система колец, состоящая из очень тёмных частиц диаметром от микрометров до долей метра.

На данный момент

у Урана известно 13

колец, самым ярким из

которых является кольцо ε

(эпсилон). Кольца Урана,

вероятно, весьма молоды —

на это указывают промежутки

между ними, а также различия в их прозрачности. Это говорит о том, что кольца сформировались не вместе с планетой. Возможно, ранее кольца были одним из спутников Урана, который разрушился при столкновении с неким небесным телом.

В системе Урана открыто 27 естественных спутников. Названия для них выбраны по именам персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Можно выделить пять основных самых крупных спутников: это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон

Луны Урана состоят изо льда и горных пород в соотношении примерно 50 на 50. Лёд может включать в себя аммиак и углекислый газ.

Нептун

Продолжительность года

Продолжительность суток

60 190,03 дня (164,79 года)

Количество спутников

367,49 дня

14

Масса

Ускорение свободного падения на экваторе

1,0243·1026 кг (17,147 земных)

Средний радиус

11,15 м/с²

24 622 ± 19 км

Первооткрыватели Нептуна: Урбен Леверье, Иоганн Галле, Генрих д , Арре.

Некоторое время после открытия Нептун обозначался просто как «внешняя от Урана планета» или как «планета Леверье». Первым, кто выдвинул идею об официальном наименовании, был Галле, предложивший название «Янус». В Англии Чайлз предложил другое название: «Океан». Утверждая, что имеет право дать наименование открытой им планете, Леверье предложил назвать её Нептуном.

Сопоставление размеров Земли и Нептуна

Внутреннее строение

1- верхняя атмосфера, верхние облака

2 – атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана

3 – мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда.

4 – каменно–ледяное ядро

У Нептуна на данный момент известно 14 спутников. Масса крупнейшего составляет более, чем 99,5 % от суммарной массы всех спутников Нептуна, и лишь он массивен настолько, чтобы стать сфероидальным. Это Тритон , открытый Уильямом Ласселом всего через 17 дней после открытия Нептуна.

У Нептуна есть кольцевая система, хотя гораздо менее существенная, чем, к примеру, у Сатурна. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, — наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок.

Планеты Солнечной системы

Ссылки на изображения:

https://st8.gismeteo.ru/static/news/img/src/14352/ec729765.jpg

https://cf.ppt-online.org/files/slide/j/JuT8ik5Hd9KbIU32RtVCfQx4Bo7FYqsngSNjyv/slide-7.jpg

http://vsluh.net/uploads/posts/2015-11/org_tqcc767.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Jupiter_interior.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/790106-0203_Voyager_58M_to_31M_reduced.gif

http://www.urwallpapers.com/download/10515/2015/02/greatredspot-1400x1050.jpg/

http:// www.stihi.ru/pics/2013/11/25/1745.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fe/Jupiter_Aurora.jpg/1024px-Jupiter_Aurora.jpg

http:// total-rating.ru/k/sputnik-upiter.jpg

http:// uch.znate.ru/tw_files2/urls_13/9/d-8301/img9.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Jupiter_Rings_ru.svg/2560px-Jupiter_Rings_ru.svg.png

http:// centre.happylife4u.ru/wp-content/uploads/2017/03/IMG_8165-1024x444.jpg

https:// www.crystalwind.ca/images/stories/astrology/planets/saturn.jpg

https:// vikingwolf.org/wp-content/uploads/2017/09/cassini.jpg

https://ru.wikipedia.org/wiki/ Файл:Северное_сияние_над_северным_полюсом_Сатурна . jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/98/Interior_of_Saturn.svg/866px-Interior_of_Saturn.svg.png

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/SaturnInBadTelescope.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Saturnoppositions-animated.gif

http:// www.fresher.ru/manager_content/4-2017/lyubopytnye-kosmicheskie-fakty-o-saturne/3.jpg

http:// olimp.school/upload/resize_cache/iblock/d49/848_477_2/d49919fd4b56e44f614ddcadbac48360.jpg

https://coollib.com/i/1/340401/_ 20160326_153204.jpg

https:// astra.nsk.ru/wp-content/uploads/2014/01/uranus-1080x597.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/HerschelTelescope.jpg/800px-HerschelTelescope.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/William_Herschel01.jpg/800px-William_Herschel01.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2a/Uranus%2C_Earth_size_comparison.jpg/1280px-Uranus%2C_Earth_size_comparison.jpg

http:// kristof-blog.ru/picture3.png?i=1109&k=snimki-urana-s-blizkogo-rasstoyaniya

http:// b-nlo2012.narod.ru/images/ur/6.JPG

http:// v-kosmose.com/wp-content/uploads/2013/10/Uranus_moons.jpg

https:// ds04.infourok.ru/uploads/ex/0591/0002c4b0-e01dadfd/img9.jpg

http:// spacegid.com/wp-content/uploads/2013/01/Planeta-Neptun.jpg

https:// upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d5/Neptune%2C_Earth_size_comparison.jpg/1280px-Neptune%2C_Earth_size_comparison.jpg

https:// ds02.infourok.ru/uploads/ex/00d2/0003e4e9-bb8f2989/10/640/img6.jpg

http:// www.poznavayka.org/wp-content/uploads/2017/06/sputniki-Neptuna.jpg

http:// misanec.ru/wp-content/uploads/2016/08/maxresdefault-1-1.jpg

https:// r-http-61.dcs.redcdn.pl/http/o2/tvn/web-content/m/p5/i/a8f8f60264024dca151f164729b76c0b/f27acbac-3752-11e4-9eb6-0025b511229e.jpg

Интернет-источники:

https://ru.wikipedia.org/wiki/ Юпитер

https://ru.wikipedia.org/wiki/ Сатурн

https ://ru.wikipedia.org/wiki/ Уран_(планета )

https://ru.wikipedia.org/wiki/ Нептун

Другие источники: