Удивительные особенности газовых гигантов


Терминология[править | править код]

Хотя обычно понятия «Планета-гигант» и «Газовый гигант» считаются синонимами, первое — более общее. Так, например, ледяные гиганты являются планетами-гигантами, но не газовыми гигантами. Основное отличие этих классов — химический состав: массовая доля водорода и гелия у газовых гигантов составляет более 90%, а у ледяных — 15-20%, а также масса — газовые гиганты тяжелее ледяных[1].

Газовые гиганты иногда называют «неудавшимися звёздами» за наибольшую массу среди планет и похожий химический состав, но это в большой степени преувеличение, так как значение общепринятой границы между планетами и коричневыми карликами составляет 13 MJ[2].

Классификация газовых гигантов

Сегодня газовые гиганты делятся на пять классов, основываясь на схеме классификации, предложенной Дэвидом Сударки. В исследовании 2000 года, под названием «Спектры альбедо и отражения планет внесолнечных гигантов», Сударский и его коллеги называли пять различных типов газовых гигантов, основываясь на их внешности и альбедо, и на том, как на это влияют их расстояния до звезды.

Класс I: Облака аммиака

Этот класс применяется к газовым гигантам, в облике которых преобладают облака аммиака, и которые находятся во внешних областях планетной системы. Другими словами, это относится только к планетам, которые находятся за «Ледяной линией», расстоянием в солнечной туманности от центральной протозвезды, где летучие соединения – например, вода, аммиак, метан, диоксид углерода, оксид углерода – конденсируются в твердые ледяные зерна.

Класс II: Водяные облака

Это относится к планетам, средняя температура которых обычно ниже 250 K (-23 °C; -9 °F), и поэтому они слишком теплые, чтобы образовать облака аммиака. Вместо этого, состав этих газовых гигантов включает в себя облака, которые сформированы из конденсированного водяного пара. Поскольку вода является более отражающей, чем аммиак, у газовых гигантов класса II альбедо выше.

Класс III: Безоблачный

Этот класс применяется к газовым гигантам, которые обычно теплее – от 350 К (80 °C; 170 °F) до 800 K (530 °C; 980 °F) – и не образуют облачный покров, потому что им не хватает необходимых химикатов. Эти планеты имеют низкие альбедо, так как они не отражают столько света в космосе. Эти тела также выглядят как голубые шары из-за того, что метан в их атмосфере поглощает свет (как Уран и Нептун).

Класс IV: Щелочные металлы –

Этот класс планет испытывает температуры, превышающие 900 К (627 °C; 1160 °F), и в этот момент окись углерода становится доминирующей углеродсодержащей молекулой в их атмосфере (а не метаном). Содержание щелочных металлов также значительно увеличивается, и в их атмосфере образуются облачные колоды силикатов и металлов. Планеты, относящиеся к классу IV и V, называются «горячими юпитерами».

Класс V: Силикатные облака

Самые горячие из газовых гигантов с температурой выше 1400 К (1100 °С; 2100 °F) или к более холодным планетам с меньшей гравитацией, чем газовый гигант Юпитер. Считается, что для этих газовых гигантов палубы силикатных и железных облаков находятся высоко в атмосфере. В первом случае такие газовые гиганты могут светиться красным от теплового излучения и отраженного света.

Формирование[править | править код]

Согласно гипотезе происхождения Солнечной системы, планеты-гиганты образовались позже, чем планеты земной группы. К этому времени большая часть тугоплавких веществ (окислы, силикаты, металлы) уже выпали из газовой фазы, и из них образовались внутренние планеты (от Меркурия до Марса). Существует гипотеза о пятом газовом гиганте, вытолкнутом при формировании современного облика Солнечной системы на её далёкие окраины (ставшим гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X») или за её пределы (ставшим планетой-сиротой). Последней такой гипотезой является гипотеза о девятой планете Брауна и Батыгина.

Газовые планеты-гиганты растут, как капуста в огороде Бога (ФОТО)

solareclipse.org.ru Планетная система HR 8799 состоит из молодой звезды и четырех газовых гигантов, вращающихся вокруг нее. В атмосфере гигантов телескопы Keck и Gemini, установленные на Гавайях, обнаружили присутствие углерода и воды.

Планеты системы HR 8799 были обнаружены с помощью гигантских телескопов, это одна из первых обнаруженных астрономами экзопланет во Вселенной. Газовые гиганты в несколько раз по размерам превышают Юпитер, но спектральный анализ показал наличие в их атмосфере молекул воды и моноксида углерода. Метана, увы, обнаружено не было.

Распределение молекул в атмосфере планет, полученное с помощью современных анализаторов, и соотношение кислорода и углерода, показало, как они формировались – газовые слои наращивались постепенно, слой за слоем, как листья капусты, вокруг скалистого ядра. Исследователи предполагают, что в системе могут быть и скальные, не только газовые планеты. Возможно, даже пригодные для жизни.

Такой увидел систему HR 8799 художник Dunlap Institute for Astronomy & As trophysics; Mediafarm

  • Что мы знаем о биографии Наили Аскер-заде
  • Поисковики начали блокировать материалы о Фургале, а телевидение вообще молчит, как будто митингов в Хабаровском крае и не было
  • Вассерман раскрыл возможный план Москвы по решению проблемы водоснабжения Крыма
  • В Крыму заявили, что полуостров не нуждается в поставках днепровской воды из Украины
  • Астрономы зафиксировали новый тип повторяющихся космических радиосигналов неизвестной природы
  • Асмус объяснила, почему отказалась от умывания водопроводной водой
  • МХТ имени Чехова. Нехорошие новости
  • Ученые сумели разгадать загадку «мертвой воды»
  • Появилась информация об «облаве» самолетов НАТО на российскую подлодку «Орел»
  • Российские физики разработали эффективный метод производства биомаркеров для медицинской диагностики
  • Avia.pro сообщил о применении Украиной «неизвестного оружия» против С-400 в Крыму
  • Татьяна Батышева дала рекомендации по детскому питанию в жаркую погоду

Станьте членом КЛАНА и каждый вторник вы будете получать свежий номер «Аргументы Недели», со скидкой более чем 70%, вместе с эксклюзивными материалами, не вошедшими в полосы газеты. Получите премиум доступ к библиотеке интереснейших и популярных книг, а также архиву более чем 700 вышедших номеров БЕСПЛАТНО. В дополнение у вас появится возможность целый год пользоваться бесплатными юридическими консультациями наших экспертов.

  • Введите свой электронный адрес, после чего выберите любой удобный способ оплаты годовой подписки
  • Или

  • Отсканируйте QR. В открывшемся приложении Сбербанк Онлайн введите стоимость подписки год (490 рублей). После чего вышлите код подтверждения на почту

Оставайтесь с нами. Добавьте нас в Ваши источники и подпишитесь на наши соцсети.

Яндекс Новости Google News МирТесен Яндекс Дзен Twitter Telegram Вконтакте Одноклассники Facebook Instagram

Характеристики[править | править код]

Как уже было сказано, газовые гиганты состоят преимущественно из водорода и гелия. Их массы довольно велики: массы двух газовых гигантов Солнечной системы, Юпитера и Сатурна, равны соответственно 317 и 95 земных масс. Теоретическим верхним пределом массы будет 13 MJ, так как при большей массе в ядре начнут идти термоядерные реакции и объект перейдёт в класс коричневых карликов. Нижний предел пока точно не определён, но должен существовать, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.

Строение[править | править код]

Строение планет-гигантов в Солнечной системе
Модели внутреннего строения газовых планет предполагают наличие нескольких слоёв. На определённой глубине давление в атмосферах газовых планет достигает высоких значений, достаточных для перехода водорода в жидкое состояние. Если планета достаточно велика, то ещё ниже может размещаться слой металлического водорода, электрические токи в котором порождают мощное магнитное поле планеты, как у Юпитера и Сатурна. Считается также, что газовые планеты имеют также относительно небольшое каменное или металлическое ядро.

Как показали измерения спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура быстро растут уже в верхних слоях газовых планет. На глубине 130 км в атмосфере Юпитера температура составила около 145 °C, давление — 24 атмосферы. Все газовые планеты Солнечной системы излучают заметно больше тепла, чем получают от Солнца, вследствие выделения гравитационной энергии при сжатии. Предложены модели, допускающие выделение крайне незначительных количеств тепла внутри Юпитера при реакциях термоядерного синтеза, но эти модели не имеют наблюдательного подтверждения[3].

Атмосфера[править | править код]

В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры со скоростями до нескольких тысяч километров в час (скорость ветра на экваторе Сатурна составляет 1800 км/ч). Имеются постоянные атмосферные образования, представляющие собой гигантские вихри: например, Большое красное пятно (размером в несколько раз больше Земли) на Юпитере наблюдают уже более 300 лет. Имеются также более мелкие пятна на Сатурне.

Спутники[править | править код]

У Юпитера и Сатурна открыто наибольшее количество спутников среди всех планет Солнечной системы. Для всех газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01 % (1 к 10 000). Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газопылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).

Что такое газовые гиганты?

Между планетами внутренней и внешней Солнечной системы есть некоторые существенные различия. Планеты, которые находятся ближе к Солнцу, имеют земную (то есть скалистую) природу, что означает, что они состоят из силикатных минералов и металлов. Однако за Поясом Астероидов планеты преимущественно состоят из газов и намного больше, чем их земные сверстники. Вот почему астрономы используют термин «газовые гиганты» применительно к планетам внешней Солнечной системы. Чем больше мы узнаем об этих четырех планетах, тем больше мы понимаем, что нет двух одинаковых газовых гигантов. Кроме того, продолжающиеся исследования планет за пределами нашей Солнечной системы (также называемые «солнечными планетами») показали, что существует много типов газовых гигантов, которые не соответствуют солнечным примерам. Так что же такое «газовый гигант»?

Определение и классификация

По определению, газовый гигант – это планета, состоящая в основном из водорода и гелия. Название было первоначально придумано в 1952 году Джеймсом Блишем, писателем-фантастом, который использовал этот термин для обозначения всех планет-гигантов. По правде говоря, этот термин является чем-то неправильным, поскольку эти элементы в значительной степени принимают жидкую и твердую форму в газовом гиганте в результате условий экстремального давления, которые существуют внутри.

Из чего состоят газовые гиганты

Более того, считается, что газовые гиганты имеют в своих ядрах большие концентрации металлического и силикатного материала. Тем не менее, этот термин остается популярным в течение десятилетий и относится ко всем планетам – будь то солнечная или сверхсолнечная по своей природе – которые состоят в основном из газов. Это также соответствует практике ученых-планетологов, которые используют сокращение – то есть «камень», «газ» и «лед» – для классификации планет на основе наиболее распространенного в них элемента.

Отсюда разница между Юпитером и Сатурном, с одной стороны, и Ураном и Нептуном, с другой. Из-за высокой концентрации летучих веществ (таких как вода, метан и аммиак) в последних двух (которые ученые-планетологи классифицируют как «льды») эти две гигантские планеты часто называют «ледяными гигантами». Но поскольку они состоят, в основном, из водорода и гелия, они все еще считаются газовыми гигантами наряду с Юпитером и Сатурном.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: