Планеты-гиганты

(перенаправлено с «Планета-гигант»)
О планетах-гигантах за пределами Солнечной системы см. Газовая планета.

Планеты-гиганты — любые массивные планеты. Обычно они состоят из веществ с низкой температурой кипения (газов или льдов), а не из камня или другого твердого вещества, но также могут существовать массивные твёрдые планеты. В Солнечной системе есть четыре известные планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, расположенные за пределами пояса астероидов. Много экзопланет было обнаружено на орбитах других звёзд.

Четыре планеты-гиганта в сравнении с Солнцем (в масштабе) слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Относительные массы планет-гигантов внешней Солнечной системы.

Планеты-гиганты иногда называют газовыми гигантами. Тем не менее, многие астрономы применяют последний термин только к Юпитеру и Сатурну, классифицируя Уран и Нептун, которые имеют различные составы, как ледяных гигантов.[1] Оба названия могут вводить в заблуждение: все планеты-гиганты состоят в основном из вещества, которое не находится в четко газовой и жидкой форме. Основными компонентами являются водород и гелий в случае Юпитера и Сатурна, и вода, аммиак и метан в случае Урана и Нептуна.

Определяющие различия между коричневыми карликами с малой массой и газовыми гигантами (~13 MJ) обсуждаются.[2] Часть дебатов касается того, могут ли «коричневые карлики» по определению запустить термоядерную реакцию в какой-то момент своей истории.

ИзвестныеПравить

В отличие от каменных планет земной группы, все они являются газовыми планетами, обладают значительно большими размерами и массами (вследствие чего давление в их недрах значительно выше), более низкой средней плотностью (близкой к средней Солнечной, 1,4 г/см³), мощными атмосферами, быстрым вращением, а также кольцами (в то время как у планет земной группы таковых нет) и бо́льшим количеством спутников. Почти все эти характеристики убывают от Юпитера к Нептуну.

ЮпитерПравить

Основная статья: Юпитер

Юпитер обладает массой в 318 раз больше земной, и в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Он состоит главным образом из водорода и гелия. Высокая внутренняя температура Юпитера вызывает множество долгоживущих вихревых структур в его атмосфере, таких как полосы облаков и Большое красное пятно.

У Юпитера имеется 79 спутников. Четыре крупнейших — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — схожи с планетами земной группы такими явлениями, как вулканическая активность и внутренний нагрев. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходит по размеру планету Меркурий.

СатурнПравить

Основная статья: Сатурн

Сатурн, известный своей обширной системой колец, имеет несколько схожие с Юпитером структуру атмосферы и магнитосферы. Хотя объём Сатурна составляет 60 % юпитерианского, масса (95 масс Земли) — меньше трети юпитерианской; таким образом, Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды).

У Сатурна имеется 82 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой, а также единственное небесное тело в Солнечной системе кроме Земли с доказанным стабильным существованием жидкости на поверхности.

УранПравить

Основная статья: Уран (планета)

Уран с массой в 14 раз больше, чем у Земли, является самой лёгкой из внешних планет. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лёжа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98°. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Он имеет намного более холодное ядро, чем другие газовые гиганты, и излучает в космос очень мало тепла.

У Урана открыты 27 спутников; крупнейшие — Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.

НептунПравить

Основная статья: Нептун

Нептун, хотя и немного меньше Урана, более массивен (17 масс Земли) и поэтому более плотный (по средней плотности превосходит все остальные планеты-гиганты). Он излучает больше внутреннего тепла, но не так много, как Юпитер или Сатурн[3].

У Нептуна имеется 14 известных спутников. Крупнейший — Тритон, является геологически активным, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении; считается захваченным из Пояса Койпера. Также Нептун имеет несколько троянских астероидов, которые находятся с ним в резонансе 1:1.

ПредполагаемыеПравить

В 2011 году учёными была предложена модель, исходя из которой после образования Солнечной системы примерно ещё 600 млн лет существовала гипотетическая пятая планета-гигант размером с Уран. Впоследствии, во время миграции крупных планет на их нынешнюю позицию, эта планета должна была быть либо выброшена из Солнечной системы (став планетой-сиротой), либо перейти на её далёкие окраины (став гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X» в облаке Оорта), чтобы планеты могли занять их нынешние орбиты, не выбросив при этом ныне существующие Уран или Нептун или не вызвав столкновение Земли с Венерой или с Марсом[4][5].

Девятая планетаПравить

Основная статья: Девятая планета

В начале 2016 года американские астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин опубликовали работу[6], объясняющую необычное положение орбит обособленных транснептуновых объектов. Она предполагает существование газового гиганта с массой примерно равной 10 M и удалённой от Солнца в среднем на 700 а.е. При моделировании условий формирования, было предположено, что Девятая планета имеет радиус примерно равный 3,7 R[7].

ТюхеПравить

Д. Матис впервые предложил существование планеты Тюхе (Тихея) в 1999 году, основываясь на полученном смещении в точках происхождения долгопериодических комет. Вместо распространённого мнения о том, что кометы прибывают из случайных точек на небе, Матис пришёл к выводу, что они были на самом деле объединены в группы по наклону эклиптики и кометы исходят из облака Оорта. Такие кластеры могут быть объяснены результатом взаимодействия с невидимым объектом, по меньшей мере таким как Юпитер.

Другие «Планеты X»Править

Существуют другие теории о неизвестном газовом гиганте, но они, как например, теория о гипотетической планете Нибиру, не являются научными и не основываются на проверяемых данных. Также существенно уменьшают количество предполагаемых планет работы космического телескопа WISE, которые ограничили альбедо предполагаемых планет в зависимости от расстояния до Солнца.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Lunine, Jonathan I. The Atmospheres of Uranus and Neptune (англ.) // Annual Review of Astronomy and Astrophysics (англ.) : journal. — 1993. — September (vol. 31). — P. 217—263. — doi:10.1146/annurev.aa.31.090193.001245. — Bibcode1993ARA&A..31..217L.
  2. Burgasser, A. J. Brown dwarfs: Failed stars, super Jupiters (PDF(недоступная ссылка). Physics Today (июнь 2008). Дата обращения: 11 января 2016. Архивировано 8 мая 2013 года.
  3. Podolak, M.; Reynolds, R. T.; Young, R. Post Voyager comparisons of the interiors of Uranus and Neptune (англ.). NASA Ames Research Center (1990). Дата обращения: 22 ноября 2009. Архивировано 22 августа 2011 года.
  4. Леонид Попов. Найдены следы потерянного гиганта Солнечной системы. Мембрана (14 ноября 2011). Дата обращения: 11 мая 2012.
  5. David Nesvorný. Young solar system's fifth giant planet? (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал. — IOP Publishing, 2011. — Vol. 742, no. 2. — P. 1—6. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/2041-8205/742/2/L22..
  6. М. Браун, К. Батыгин. Доказательства существования отдалённой планеты-гиганта в Солнечной системе (англ.) // arXiv : PDF-документ. — 2016. — 20 января.
  7. Формирование, звёздная величина и размеры Девятой планеты (англ.) // Astronomy&Astrophysics : Full HTML документ. — 2016. — 24 марта.

ЛитератураПравить