Планеты-гиганты и маленький плутон

Как Сатурн и планеты-гиганты получили свои кольца

Теперь рассмотрим такое понятие, как предел, или радиус Роша. Это такое расстояние от планеты, на котором гравитация спутника уравновешивает действие гравитации планеты, то есть существует гравитационное равновесие. Если этот спутник вдруг окажется к планете ближе, чем предел Роша, то будет разрушен её гравитацией.

Кольца Урана

А теперь вспомним, что в далёком будущем планеты-гиганты взаимодействовали с большим количеством планетезималей, которые прибывали к ним из раннего пояса Койпера по самым разным траекториям. Многие из них пролетали и ближе, чем предел Роша, а потому разрушались, образуя много обломков разного размера. Вероятно, они достигали в поперечнике 100 км и даже больше.

Часть этих обломков падала в атмосферу, а часть оставалась на орбите. Сталкиваясь между собой и дальше, эти обломки всё больше дробились и приобретали более круговую орбиту. Так они постепенно и образовали кольца. В них сейчас можно обнаружить очень мелкие части бывших обломков, практически микроскопическую пыль.

Но почему же кольца Сатурна состоят в основном из льда, а кольца других планет – преимущественно из каменной пыли? Дело в том, что Сатурн – планета с меньшей плотностью, поэтому гравитация у него меньше, несмотря на большие размеры. И предел Роша у него расположен ближе. Поэтому для разрушения телу нужно приблизиться ближе к Сатурну. Но на такой низкой траектории процесс разрушения не завершается полностью – планета успеет только сорвать верхний слой льда и мантии, а ядро упадёт в атмосферу.

А вот у Урана и Нептуна предел Роша находится далеко от самой планеты. Поэтому они в состоянии разрушить даже тело, которое пролетает далеко от них. При этом они могут разорвать его полностью, не только оболочку, но и само ядро. И все эти куски останутся на орбите. Поэтому в их кольцах больше различных горных пород, чем льда.

Вот такая теория по происхождению колец у планет-гигантов существует сейчас. Конечно, в ней много своих нюансов и сложностей, но на данный момент она лучше всего объясняет весь процесс. Мы рассмотрели его очень упрощённо, и надеемся, что всё было понятно. Кстати, эта теория была смоделирована на компьютере и показала убедительные результаты, а итоги были опубликованы в журнале Icarus.

Возможно, кольца все же могут образовываться и у внутренних планет

Нет никаких причин, по которым у внутренних планет (Меркурия, Венеры, Земли и Марса) не могло бы быть колец в прошлом. И никакие законы физики не препятствуют их появлению в будущем. Существует теория, в которой утверждается, что кольцевые системы намного моложе Солнечной системы. И поэтому они появляются и исчезают с течением временем. Если бы у Земли были кольца в прошлом (например, после уничтожения кометы или астероида, который прошел слишком близко), то эти кольца давно бы исчезли. Просто рассеявшись в пространстве. Наша планета вполне может получить кольцевую систему в будущем. Если какая-то комета или астероид приблизятся к Земле с такой ориентацией и скоростью, чтобы будут разрушены гравитацией планеты, а не ее атмосферой.

Но основная причина, по которой у Земли нет колец, — это ее близость к Солнцу. Так как она намного ближе к нему, чем Сатурн, частицы льда на орбите Земли будут быстро превращаться в пар. Таким образом большая часть материала, из которого может образовать кольцо, станет газом. В общем получается, что у Земли вполне могла бы быть кольцевая система. Но не более одного сезона.

Как образовались планеты?

Первоначальное газопылевое облако под воздействием собственной гравитации катастрофически быстро сжалось (коллапсировало) и сформировало протозвезду. Из оставшейся пыли и мельчайших частиц образовался протопланетный диск, который вращался вокруг протозвезды. Протопланетный диск также уплотнялся. В нем образовывались отдельные сгустки — планетезимали. Постепенно допланетные тела сформировали будущие планеты. За счет постоянного сжатия и нагрева в протозвезде начались термоядерные реакции и она стала полноценной звездой. В центре температура выросла. Возникла зона испарения, и за счет солнечного ветра легкие элементы были оттеснены от Солнца и захвачены будущими газовыми планетами, а тяжелые и плотные сформировали скальные планеты.

Планеты Солнечной системы сформировались, когда вещество протопланетного облака за счет гравитации и активности будущей звезды объединилось

Кольца Сатурна

Сначала кольца вызывали восхищение и удивление, но последующее их изучение показало, что они появились неспроста, а играют значительную роль в образовании планет и изучении Вселенной. Учёным удалось установить, что кольца состоят из огромного количества микроскопических частиц и огромных глыб льда и расположены по экватору. Они, по космическим меркам, тонкие, всего несколько километров, в то время как ширина составляет до сотни километров.

Планета с кольцами не переставала удивлять астрономов. Если первоначально считалось, что Сатурн имеет только четыре кольца, и они были обозначены латинскими буквами A, B, C, D, то в последующем было установлено пятое, удалённое на большее расстояние от планеты, чем остальные. Оно было обозначено буквой Е. Правда, до некоторого времени существование колец D и E у учёных вызывало сомнения.

После передачи данных американскими межпланетными станциями доскональному изучению подверглись материалы и фотографии колец. Шестое (F) было обнаружено станцией «Пионер-11». Снимки колец Е и D были присланы станцией «Вояджер-1», что развеяло сомнения учёных в их существовании.

Доклад на тему планеты солнечной системы

Наша Солнечная система включает в себя планеты, их спутники, кометы, астероиды, пыль, газ, мелкие частицы, а так же, Солнце. Так как, Солнце обладает гравитацией, оно удерживает все объекты вокруг себя. Всего известно 8 планет Если посмотреть, на какой удаленности от Солнца они находятся, можно их выстроить в такой ряд – Меркурий – Венера – Земля – Марс – Юпитер – Сатурн – Уран – Нептун. Раньше ученые считали планетой Плутон, но по мере развития науки, планетам дали характеристики, которым Плутон не соответствует и в 2006 году его исключили из списка планет.

Все планеты делятся на две группы. К первой (земной) относятся – Венера, Меркурий, Марс и Земля. Их характеризуют небольшие размеры, твердая поверхность и отсутствие или малое количество спутников. Из этих планет, самой большой является наша Земля.

Ко второй группе относятся планеты – Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер, объединенные одним названием – гиганты. Их строение отличается от других планет – у них отсутствует твердая поверхность, в химическом составе присутствует газ. Кроме этого, у всех гигантов есть спутники, среди которых, очень большие.

Планеты из земной группы:

  • Меркурий – среди других планет, эта самая маленькая и находится ближе всех к Солнцу, оборот вокруг которого составляет 88 дн. Вес Меркурия гораздо меньше веса Земли – в 20 раз. Атмосфера на планете отсутствует, ночью свирепствует сильный холод, а днем очень жарко. Поверхность Меркурия испещрена кратерами, несколько из которых, достигают не один километр в ширину.
  • Венеру закрывают густые облака ядовитого газа, которые простираются на 100 км вверх. Это вторая планета (после Меркурия) от Солнца. На Венере очень жарко (более 500 градусов). Спутники у нее отсутствуют. После Луны и Солнца, Венера является самой ярким космическим объектом в нашей Солнечной системе. Она настолько медленно вращается, что ее сутки составляют 243 дня, а год – 225, если сравнивать с Землей.
  • Марс – расположен после Земли, по счету – это четвертая планета от Солнца. У Марса есть спутники, их всего два – Деймос и Фобос. Знаменита планета своим красным цветом, так как в ее почве большое количество окиси железа. Сутки длятся 24 часа, а вот год – 668 дней, что вдвое больше, чем у Земли. Это единственная планета, которая более всех похожа на Землю, здесь, так же, происходит смена времен года, присутствует тонкий слой атмосферы и, возможно, есть вода (но, это предположение).

Гиганты:

  • Юпитер считается самым крупным космическим объектом, имеет кольца (всего их 5), состоящие из космической пыли. Отмечено, что планета имеет более 60-ти спутников. Юпитер тяжелее Земли, приблизительно в 300 раз и имеет 11 земных радиусов. Если говорить обо всех планетах, то следует сказать, что они, все вместе взятые, в 2,5 раза легче, чем гигант Юпитер. Не смотря на свои огромные размеры, оборот вокруг оси Юпитер совершает за 10 часов, а вокруг Солнца оборачивается за 12 лет (земных).
  • Сатурн виден с Земли невооруженным глазом, а кольца (состоят из льда и пыли) можно разглядеть в телескоп. Количество спутников – более 60-ти, один из которых, даже, больше Меркурия. Сатурн сжат у полюсов и расширен у экватора, по этой причине его вращение происходит очень быстро. В сутках планеты всего 10 земных часов, а год длится – 30 лет.
  • Уран характерен тем, что его ось отклонена на 98 гр., в отличие от других планет. Из-за этого, освещение Южного и Северного полюсов происходит попеременно, длительностью, 42 года. Есть предположение, что планета столкнулась с неизвестным космическим объектом, поэтому она так движется. В составе Урана смесь газов, переходящая в жидкость, которая зафиксирована на протяжении 8-ми тысяч километров. Наиболее низкая температура здесь была на уровне 224 гр. Спутников на Уране – 27, колец – 13.
  • Нептун самая крайняя планета в Солнечной системе, находящаяся на самом большом расстоянии от Солнца. Интересно, что планета, была открыта путем математических вычислений и в телескоп она не была видна. Нептун, довольно массивная и плотная планета, солнечного света получает в 400 раз меньше, чем Земля. Здесь всегда страшный холод и царят сумерки. Один оборот вокруг Солнца длится 164 года, следует сказать, что с тех пор, когда планета была открыта (в 1846 г.), она облетела Солнце только один раз. Длительность суток – 16 часов.

Особенности строения колец Юпитера

Это слабые, состоящие преимущественно из пыли образования.

В структуре системы выделяют 4 компонента:

  • Гало — тороидный элемент большой толщины;
  • Главное (Основное) кольцо — тонкое и яркое;
  • 2 паутинных образования — широких и слабых.

Существование еще одного кольцевого элемента — Гималии — достоверно не доказано. Если оно существует, то совпадает с орбитой одноименной юпитерианской луны.


Строение колец Юпитера. Credit: ru.wikipedia. org

Паутинные объекты получили имена по соседним спутникам, материал которых они используют для своего формирования — Фивы и Амальтеи.

В образовании колец Гало и Основного участвуют пыль и мелкие осколки с других сателлитов — Адрастеи, Метиды.

Размер пыли в разных отделах системы различный, но преобладают частицы радиусом около 15 мкм, в Гало пылевая составляющая мельче — меньше 1 мкм в поперечнике.

При фотосъемке в видимой части спектра вся система выглядит красной, кроме Гало — оно на снимках получается синим.

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

  1. Меркурий,
  2. Венера,
  3. Земля (спутник Луна),
  4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
  5. Юпитер (63 спутника),
  6. Сатурн (49 спутника и кольца),
  7. Уран (27 спутника),
  8. Нептун (13 спутников).
  • Астероиды,
  • Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
  • Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
  • Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
  • Кометы (комета Галлея),
  • Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Загадочное происхождение

Учёные предполагают, что большинство космических попутчиков сформировалось из осколков хозяев. Наша Луна, вероятно, явилась творением Земли. По результатам химических проб состав обеих идентичен, но с каждым годом она становится всё дальше от нас. Постепенно выйдет из-под контроля и свободно отправится в космос. Однако, по другой теории большинство из спутников – блуждающие астероиды, захваченные силой гравитации.

Сегодня имеет место образование новых представителей. А какие планеты не имеют спутников, обязательно ими обзаведутся. Облака пыли из комет и обломков образуют тёмные кольца около планет. Известно, что при определённых условиях такое единение приобретает форму шара. По последним данным дугообразные украшения замечены возле Нептуна. Кордылевский, учёный из Польши, в 1966 году обнаружил на орбите Земли два пылевых образования. Возможно, скоро мир познакомится с новым обитателем Солнечной Системы.

Особенности отдельных колец

Несмотря на то, что система колец построена из относительно небольших частиц, ее размер впечатляет. Так, пояс A достигает 14 600 км в ширину (диаметр Земли — 12 742 км), B — 25 500 км, C — 17 500 км. Толщина щелей меньше: в самой широкой части она достигает 440 км.

Плоскость колец наклонена на 27° относительно орбиты гиганта. Соответственно, наблюдение за ними с Земли зависит от его расположения относительно Солнца. Учитывая, что год на Сатурне равен 29,5 земного года, можно рассчитать временные промежутки видимости колец:

  • Периодически, раз в 15 лет, кольца исчезают, т.к. они поворачиваются к Земле ребром. В этот промежуток времени Галилео наблюдал за планетой.
  • После этого 7 лет наблюдается увеличение раскрытия.
  • В период солнцестояния пояс раскрывается больше всего. В течение следующих 7 лет раскрытие будет сводиться к нулю.

С каждым годом аппаратура, используемая для снимков и наблюдений за космосом, совершенствуется. Возможно, в скором времени это приведет к открытию новых фактов о Сатурне, его спутниках и системе поясов.

Нестабильный Юпитер

Ответит однозначно на вопрос, какого цвета планета Юпитер, сложно. На его окрас влияет наличие штормов в атмосфере и фильтры, использующиеся при съемке.

В реальности, Юпитер выглядит как
полосато-пятнистый шар. На светло-желтом фоне выделяются крупные красновато-коричневые
полосы. Они обусловлены наличием в водородно-гелиевой атмосфере гиганта
примесей фосфора, серы и аммиака.

Из-за нестабильности атмосферных явлений оттенок
Юпитерапостоянно меняется. Даже
Большое Красное Пятно, наблюдаемое уже более 350 лет, меняет свой окрас с
интенсивного красно-коричневого на светло-рыжий. Это связано с периодическим
ослаблением скорости ветра в этом гигантском вихре.

Какая планета кажется самой яркой?

Ещё в глубокой древности, задолго до изобретения телескопа, люди умели отличать планеты от звёзд. Дело в том, что звёзды кажутся неподвижными, а положение планет на небосводе заметно меняется из-за их движения вокруг Солнца и движения самой Земли .И уже древним шумерам было известно, что самая яркая из всех планет это Венера — правда, такое название она получила уже позже.

Есть у неё и другое образное название — «утренняя звезда», поскольку она появляется на небосводе рано утром. Теперь-то мы, конечно, знаем, что планеты, в отличие от звёзд, сами не светятся, а отражают солнечный свет. Венера ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому и отражает много света.

Поделиться ссылкой

Солнечная система — какие в ней планеты и как они расположены

Солнечная система — это совокупность, состоящая из центральной звезды — Солнца и небесных тел, обращающихся вокруг него. Солнечная система включает в себя:

  • Солнце (единственная звезда Солнечной системы);
  • 8 планет (Земля в том числе);
  • 415 спутников;
  • десятки или сотни тысяч различных малых тел (кометы, метеорные тела, космическая пыль и др.).

Расположение планет по порядку от Солнца:

  • первая планета — Меркурий;
  • вторая планета — Венера;
  • третья планета — Земля;
  • четвёртая планета — Марс;
  • пятая (планета-гигант) — Юпитер;
  • шестая (планета-гигант) — Сатурн;
  • седьмая (планета-гигант) — Уран;
  • восьмая (планета-гигант) — Нептун;
  • (раньше считался девятой, самой дальней планетой от Солнца, но в 2006 году он стал классифицироваться как «карликовая планета») — Плутон.

Планеты Солнечной системы объединены в группы:

Внутренние планеты (планеты земной группы):

  • Меркурий;
  • Венера;
  • Земля (самая массивная планета в группе);
  • Марс.

Внешние планеты (планеты-гиганты):

  • Юпитер;
  • Сатурн;
  • Уран;
  • Нептун.

В 2006 году ввели новый тип объектов в Солнечной системе под названием «карликовые планеты«. К ним относятся:

  • Церера;
  • Плутон;
  • Хаумея;
  • Макемаке;
  • Эрида.

Внутренние планеты или планеты земной группы

Планета земного типа — это небесное тело, состоящее из силикатных пород (такие, в которых основа — диоксид кремния) или металлов, и обладает твёрдым поверхностным слоем.

Они находятся ближе к Солнцу. В этой группе — Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все они обладают малыми массами и размерами. У планет земной группы также мало лун (спутников) или их нет:

  • нет лун — у Венеры и Меркурия;
  • один — у Земли (Луна);
  • два — у Марса (Фобос и Деймос).

Самая близкая планета к Солнцу — Меркурий. Его средняя удалённость от Солнца — 57.9 млн. км, но иногда эта дистанция может быть только 46 млн. км, но Меркурий может удалиться и на 69.8 млн. км.

Ещё Меркурий также и наименьшая планета в Солнечной системе. А в 2012 году учёные заметили там следы органического материала. Самая крупная планета в земном типе — Земля.

Внешние планеты или планеты-гиганты

Солнце — самое большое тело в Солнечной системе, после него идут планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Также их называют «газовые гиганты». Газовый гигант — это большая планета, состоящая в основном из газов, таких как водород и гелий, с относительно небольшим ядром.

Внешние планеты расположены дальше от Солнца, чем внутренние. Газовые гиганты, в отличие от каменистых планет (как Земля), не имеют чётко выраженной поверхности, т. е. у них нет границы между тем, где заканчивается атмосфера и начинается поверхность, поэтому на этих планетах невозможно приземлиться.

Их атмосфера постепенно становится плотнее к ядру (возможно между атмосферой и ядром всё же существуют жидкие или подобные жидкостям состояния).

Ледяные гиганты

Существует ещё один отдельный класс (или подкласс газовых гигантов) — это ледяные гиганты. В Солнечной системе ими считаются две планеты: Уран и Нептун. Большинство массы других двух планет-газовых гигантов (Юпитера и Сатурна) — это водород и гелий, а у ледяных гигантов — лёд.

На Уране температура достигает –220ºC, а средняя температура на Нептуне около –230ºC. Самая большая планета в нашей Солнечной системе — Юпитер.

Наша галактика

Наша галактика называется Млечный Путь. По словам учёных, Млечный Путь — это спиральная система с диаметром около 100 тыс. световых лет и толщиной 1 световой год. Также по их подсчётам, в ней 150–200 миллиардов звёзд и ещё огромное количество других, самых разнообразных космических объектов.

Как увидеть Млечный Путь

Теоретически можно увидеть Млечный Путь в любое время года в любой части мира, но самые лучшие месяца для наблюдения — примерно с середины марта до середины октября.

Невозможно увидеть Млечный Путь из городов, и даже деревень, из-за светового загрязнения. Поэтому нужно отъехать как можно дальше от населённых пунктов.

Другие Солнечные системы

Только наша планетная система официально называется «Солнечной». Но на данный момент астрономы обнаружили в нашей галактике уже более 2500 других звёзд, с вращающимися вокруг них планетами.

Наше Солнце — лишь одна из 200 миллиардов звёзд в нашей галактике. Таким образом, у учёных есть очень много места на поиски экзопланет (планеты за пределами нашей Солнечной системы).

Загадки Сатурна

Сатурн – планета, кольца которой ставят перед человеком немало загадок. Относительно недавно астрономами были обнаружены так называемые спицы – радиальные образования, пронизывающие кольца на тысячи километров. Они вращаются вокруг планеты, как спицы колеса вокруг оси. Сразу возникает вопрос о том, что это такое. Составляющими колец они не могут быть, так как их частицы находятся на разном расстоянии и движутся с различными скоростями. Это привело бы к быстрому их разрушению.

Изучив множество фотографий и проведя анализ, ученые установили, что спицы вместе с планетой совершают полный оборот вокруг оси Сатурна. Это дало возможность предположить, что они находятся на определённом расстоянии от колец и удерживаются ими при помощи электростатических сил. Движение своё вместе с планетой они совершают под воздействием магнитного поля планеты, а состоят, как и кольца, из мелких частиц. В кольце F были обнаружены переплетения тонких колец-нитей и утолщения. Это загадка Сатурна. Почему это происходит, пока объяснить астрономы не могут. Есть только предположение, что на них действуют электромагнитные силы.