Планеты-гиганты

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 — 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 твердые планеты. В Солнечной системы есть четыре известные планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, расположенные за пределами пояса астероидов. Много экзопланет было обнаружено на орбитах других звезд.

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 62 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.

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. 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. 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