Kako objasniti relativno veliku kompresiju džinovskih planeta. Planete su divovi

Za grupu planete divovi uključuje: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.

Sve ovo planete(a posebno Jupiter) su velike veličine i mase. Na primjer, Jupiter je skoro 1320 puta veći od Zemlje po zapremini i 318 puta po masi.

Džinovske planete rotiraju vrlo brzo oko svoje ose; Velikom Jupiteru je potrebno manje od 10 sati da izvrši jednu revoluciju. Štaviše, ekvatorijalne zone planete divovi rotiraju brže od polarnih, tj. gdje su linearne brzine tačaka u njihovom kretanju oko ose maksimalne, ugaone brzine su također maksimalne. Rezultat brze rotacije je velika kompresija planete divovi (uočljivo tokom vizuelnog posmatranja). Razlika između ekvatorijalnog i polarnog poluprečnika Zemlje je 21 km, a za Jupiter 4400 km.

Džinovske planete udaljeni su od Sunca, a bez obzira na prirodu godišnjih doba, njima uvijek dominiraju niske temperature. Na Jupiteru uopšte nema promene godišnjih doba, od ove ose planete skoro okomito na ravan svoje orbite. Godišnja doba se mijenjaju na neobičan način i planeta Uran, od ove ose planete nagnut prema orbitalnoj ravni pod uglom od 8°.

Džinovske planete odlikuje se velikim brojem satelita; do sredine 2001. godine, 28 ih je već otkriveno na Jupiteru, 30 na Saturnu, 21 na Uranu i samo na Neptunu - 8. Izvanredna karakteristika planete divovi - prstenovi koji su otvoreni ne samo na Saturnu, već i na Jupiteru, Uranu i Neptunu.

Najvažnija karakteristika strukture planete divovi stvar je ove planete nemaju tvrde površine nesavršenosti. Ova reprezentacija se dobro slaže sa niskim prosječnim gustoćama planete divovi , njihov hemijski sastav (sastoje se uglavnom od lakih elemenata - vodonika i helijuma), brza zonska rotacija i neki drugi podaci. Posljedično, sve što se može vidjeti na Jupiteru i Saturnu (na daljini planete detalji uopće nisu vidljivi), javlja se u proširenim atmosferama ovih planete. Na Jupiteru, čak iu malim teleskopima, vidljive su pruge koje se protežu duž ekvatora. U gornjim slojevima atmosfere vodika i helijuma Jupitera nalaze se hemijska jedinjenja (na primjer, metan i amonijak), ugljovodonici (etan, acetilen), kao i razna jedinjenja (uključujući ona koja sadrže fosfor i sumpor) u obliku nečistoće, bojenje detalja atmosfere crveno-smeđe i žute boje. Dakle, prema svom hemijskom sastavu gigantske planete oštro razlikuje od planete zemaljska grupa. Ova razlika je posljedica obrazovnog procesa planetarni sistemima.

Fotografije prenesene s američkih svemirskih letjelica Pioneer i Voyager jasno pokazuju da je plin u atmosferi Jupitera uključen u složeno kretanje, koje je praćeno stvaranjem i raspadom vrtloga. Pretpostavlja se da je Velika crvena mrlja (oval sa poluosama od 15 i 5 hiljada km), posmatrana na Jupiteru oko 300 godina, takođe ogroman i veoma stabilan vrtlog. Tokovi pokretnog gasa i stabilne tačke vidljivi su i na fotografijama Saturna koje prenose automatske međuplanetarne stanice.

Voyager 2 je takođe pružio priliku da se ispitaju detalji Neptunove atmosfere.

Supstanca ispod sloja oblaka planete divovi , nije dostupan za direktno posmatranje. O njegovim svojstvima se može suditi iz nekih dodatnih podataka. Na primjer, pretpostavlja se da u dubinama planete divovi tvar mora imati visoku temperaturu. Kako je došlo do ovog zaključka? Prvo, znajući udaljenost Jupitera od Sunca, izračunali smo količinu topline koju Jupiter prima od njega. Drugo, odredili su reflektivnost atmosfere, što je omogućilo da se sazna koliko sunčeve energije planeta reflektuje u svemir. Na kraju smo izračunali temperaturu koju bi trebalo imati planeta, koji se nalazi na poznatoj udaljenosti od Sunca. Ispostavilo se da je blizu -160 C. Ali temperatura planete može se odrediti direktno proučavanjem njegovog infracrvenog zračenja pomoću zemaljske opreme ili instrumenata instaliranih na AWS-u. Ovakva mjerenja su pokazala da je temperatura Jupitera blizu -130 C, odnosno viša od izračunate. Shodno tome, Jupiter emituje skoro 2 puta više energije nego što prima od Sunca. To nam je omogućilo da to zaključimo planeta ima sopstveni izvor energije.

Ukupno svih dostupnih informacija o gigantske planete omogućava izgradnju modela unutrašnje strukture ovih nebeskih tijela, odnosno izračunavanje gustine, tlaka i temperature u njihovoj unutrašnjosti. Na primjer, temperatura u blizini centra Jupitera dostiže nekoliko desetina hiljada Kelvina.

Za razliku od planete Zemaljska grupa, koja ima koru, plašt i jezgro, na Jupiteru gasoviti vodonik, koji je dio atmosfere, prelazi u tečnu, a zatim u čvrstu (metalnu) fazu. Pojava takvih neobičnih agregatnih stanja vodika (u potonjem slučaju postaje provodnik električne energije) povezana je s naglim porastom tlaka kako se uranja u dubinu. Dakle, na dubini nešto većoj od 0,9 radijusa planete, pritisak dostiže 40 miliona atmosfera.

Moguće je da se brzom rotacijom tvari koja provodi struju nalazi u središnjim regijama planete divovi , postojanje značajnih magnetnih polja ovih planete. Jupiterovo magnetsko polje je posebno jako. Mnogo je puta veće od Zemljinog magnetnog polja, a njegov polaritet je obrnut od Zemljinog (Zemlja ima južni magnetni pol blizu sjevernog geografskog pola). Magnetno polje planete hvata nabijene čestice koje lete sa Sunca (jone, protone, elektrone, itd.), koje se formiraju oko planete pojasevi čestica visoke energije koji se nazivaju pojasevi zračenja. Takvi pojasevi od svih planete zemaljske grupe ima samo naša planete. Jupiterov pojas zračenja proteže se na udaljenosti do 2,5 miliona km. Desetine hiljada puta je intenzivniji od zemaljskog. Električno nabijene čestice koje se kreću u pojasu zračenja Jupitera emituju radio talase u decimetarskom i dekametarskom opsegu talasnih dužina. Kao i na Zemlji, Jupiter doživljava aurore povezane s probijanjem nabijenih čestica iz radijacijskih pojaseva u atmosferu, kao i moćna električna pražnjenja u atmosferi (grmljavine).

Predavanje: Sunčev sistem: zemaljske planete i džinovske planete, mala tijela Sunčevog sistema

Sunčev sistem se sastoji od različitih vrsta tijela. Glavno je, naravno, sunce. Ali ako to ne uzmete u obzir, planete se smatraju glavnim elementima Sunčevog sistema. Oni su drugi najvažniji elementi nakon sunca. Sam Sunčev sistem nosi ovo ime zbog činjenice da sunce ovdje igra ključnu ulogu, jer se sve planete okreću oko Sunca.

Zemaljske planete


Trenutno postoje dvije grupe planeta u Sunčevom sistemu. Prva grupa su zemaljske planete. To uključuje Merkur, Veneru, Zemlju, a takođe i Mars. Na ovoj listi, svi su navedeni na osnovu udaljenosti od Sunca do svake od ovih planeta. Ime su dobili zbog činjenice da njihova svojstva donekle podsjećaju na karakteristike planete Zemlje. Sve zemaljske planete imaju čvrstu površinu. Posebnost svake od ovih planeta je da se sve različito rotiraju oko svoje ose. Na primjer, za Zemlju se jedna potpuna rotacija dogodi u toku dana, odnosno 24 sata, dok se za Veneru potpuna rotacija dogodi za 243 zemaljska dana.

Svaka od zemaljskih planeta ima svoju atmosferu. Razlikuje se po gustini i sastavu, ali definitivno postoji. Na primjer, na Veneri je prilično gusta, dok je u Merkuru gotovo nevidljiva. Zapravo, trenutno postoji mišljenje da Merkur uopće nema atmosferu, međutim, u stvari, to nije slučaj. Sve atmosfere zemaljskih planeta sastoje se od supstanci čiji su molekuli relativno teški. Na primjer, atmosfera Zemlje, Venere i Marsa sastoji se od ugljičnog dioksida i vodene pare. Zauzvrat, Merkurova atmosfera se sastoji uglavnom od helijuma.

Osim atmosfere, sve zemaljske planete imaju približno isti hemijski sastav. Konkretno, sastoje se pretežno od jedinjenja silicijuma, kao i od gvožđa. Međutim, ove planete sadrže i druge elemente, ali njihov broj nije tako velik.

Karakteristika zemaljskih planeta je da se u njihovom centru nalazi jezgro različite mase. Istovremeno, sva jezgra su u tečnom stanju - jedini izuzetak je Venera.

Svaka od zemaljskih planeta ima svoja magnetna polja. Istovremeno, na Veneri je njihov uticaj gotovo neprimetan, dok je na Zemlji, Merkuru i Marsu prilično primetan. Što se Zemlje tiče, njena magnetna polja ne stoje na jednom mjestu, već se kreću. I iako je njihova brzina izuzetno mala u poređenju sa ljudskim konceptima, naučnici sugerišu da kretanje polja može naknadno dovesti do promene magnetnih pojaseva.

Još jedna karakteristika zemaljskih planeta je da praktično nemaju prirodne satelite. Konkretno, do danas su otkriveni samo u blizini Zemlje i Marsa.


Džinovske planete

Druga grupa planeta se zove "divovski planeti". To uključuje Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Njihova masa znatno premašuje masu zemaljskih planeta.

Najlakši džin danas je Uran, međutim, njegova masa premašuje masu Zemlje

otprilike 14 i po puta. A najteža planeta u Sunčevom sistemu (sa izuzetkom Sunca) je Jupiter.

Nijedna od divovskih planeta zapravo nema svoju površinu, jer su sve u gasovitom stanju. Gasovi koji čine ove planete, kako se približavaju centru ili ekvatoru, kako ga nazivaju, prelaze u tečno stanje. S tim u vezi, može se uočiti razlika u karakteristikama rotacije divovskih planeta oko vlastite ose. Treba napomenuti da je trajanje punog obrtaja maksimalno 18 sati. U međuvremenu, svaki sloj planete rotira oko svoje ose različitim brzinama. Ova karakteristika je zbog činjenice da džinovske planete nisu čvrste. U tom smislu, čini se da njihovi pojedinačni dijelovi nisu međusobno povezani.

U središtu svih džinovskih planeta nalazi se malo čvrsto jezgro. Najvjerovatnije, jedna od glavnih supstanci ovih planeta je vodonik, koji ima metalne karakteristike. Zahvaljujući tome, sada je dokazano da džinovske planete imaju svoje magnetno polje. Međutim, u nauci trenutno postoji vrlo malo uvjerljivih dokaza i puno kontradiktornosti koje bi mogle karakterizirati džinovske planete.

Njihova posebnost je da takve planete imaju mnogo prirodnih satelita, kao i prstenove. U ovom slučaju, prstenovi su mali skupovi čestica koje rotiraju direktno oko planete i skupljaju razne vrste malih čestica koje lete.

Trenutno je samo 9 velikih planeta zvanično poznato nauci. Međutim, zemaljske planete i džinovske planete uključuju samo osam. Deveta planeta, a to je Pluton, ne spada ni u jednu od navedenih grupa, jer se nalazi na veoma dalekoj udaljenosti od Sunca i praktično se ne proučava. Jedina stvar koja se može reći o Plutonu je da je njegovo stanje blizu solidnog. Trenutno se spekuliše da Pluton uopšte nije planeta. Ova pretpostavka postoji više od 20 godina, ali odluka da se Pluton isključi sa liste planeta još nije donesena.

Mala tijela Sunčevog sistema

Pored planeta, u Sunčevom sistemu postoji puno svih vrsta tijela relativno male težine, koja se nazivaju asteroidi, komete, male planete itd. Općenito, ova nebeska tijela spadaju u grupu malih nebeskih tijela. Razlikuju se od planeta po tome što su čvrste, relativno male veličine i mogu se kretati oko Sunca ne samo u smjeru naprijed, već iu suprotnom smjeru. Njihove veličine su mnogo manje u odnosu na bilo koju od trenutno otkrivenih planeta. Gubeći kosmičku gravitaciju, mala nebeska tijela Sunčevog sistema padaju u gornje slojeve zemljine atmosfere, gdje izgaraju ili padaju u obliku meteorita. Promjena stanja tijela koja kruže oko drugih planeta još uvijek nije proučavana.




Sve navedene planete (posebno Jupiter) imaju ogromne mase i veličine. Na primjer, Jupiter je premašio Zemlju po zapremini za skoro hiljadu i po puta, a po masi za više od tri stotine puta.

Džinovska planeta se prilično brzo rotira oko svoje ose; Velikom Jupiteru će biti potrebno manje od deset sati da izvrši 1 okret. Istovremeno, ekvatorijalna zona gigantske planete rotira brže od polarne, odnosno tačno tamo gdje je linearna brzina točke u njenom kretanju oko svoje ose maksimalna, ugaona brzina je također maksimalna. Rezultat brze rotacije je ogromna kompresija džinovske planete (uočljiva tokom vizuelnog posmatranja). Razlika između polarnog i ekvatorijalnog radijusa Zemlje iznosila je dvadeset i jedan kilometar, a za Jupiter je jednaka četiri hiljade i četiri stotine kilometara.

Džinovska planeta se nalazi daleko od Sunca, a bez obzira na prirodu godišnjeg doba, uvek dominiraju niske temperature. Na Jupiteru uopšte nema promene godišnjih doba, jer je osa ove planete skoro okomita na ravan njene orbite. Smjena godišnjih doba se na originalan način dešava i na planeti Uran, budući da je osa ove planete nagnuta prema orbitalnim ravnima pod uglom od osam stepeni.

Ogromna planeta se odlikuje velikim brojem satelita; Sredinom dvije hiljade i jedan Jupiter ih je već imao dvadeset osam, Saturn - trideset, Uran - dvadeset i jedan, a samo Neptun - osam. Odlična karakteristika džinovske planete je prsten koji je otvoren ne samo na Saturnu, već i na Uranu, Neptunu i Jupiteru.

Važna karakteristika konstrukcije džinovske planete je da takva planeta nema čvrstu površinu. Ova ideja se odlično slaže sa malim prosječnim frekvencijama džinovskih planeta. Shodno tome, sve što se može vidjeti na Saturnu i Jupiteru događa se u proširenim atmosferama ove planete. Na Jupiteru su čak i pruge koje se protežu duž ekvatora vidljive u malim teleskopima. U gornjem sloju Jupiterove hidrogen-helijumske atmosfere nalaze se hemijska jedinjenja (na primer, amonijak i metan), ugljovodonici (acetilen, etan) i razna jedinjenja koja sadrže sumpor i fosfor, koja mogu da obojaju delove atmosfere u crveno-smeđe i žute boje. , mogu se naći kao nečistoće . Dakle, u smislu hemijskog sastava, džinovska planeta se oštro razlikuje od zemaljske planete.

Predavanje: Sunčev sistem: zemaljske planete i džinovske planete, mala tijela Sunčevog sistema

Sunčev sistem se sastoji od različitih vrsta tijela. Glavno je, naravno, sunce. Ali ako to ne uzmete u obzir, planete se smatraju glavnim elementima Sunčevog sistema. Oni su drugi najvažniji elementi nakon sunca. Sam Sunčev sistem nosi ovo ime zbog činjenice da sunce ovdje igra ključnu ulogu, jer se sve planete okreću oko Sunca.

Zemaljske planete


Trenutno postoje dvije grupe planeta u Sunčevom sistemu. Prva grupa su zemaljske planete. To uključuje Merkur, Veneru, Zemlju, a takođe i Mars. Na ovoj listi, svi su navedeni na osnovu udaljenosti od Sunca do svake od ovih planeta. Ime su dobili zbog činjenice da njihova svojstva donekle podsjećaju na karakteristike planete Zemlje. Sve zemaljske planete imaju čvrstu površinu. Posebnost svake od ovih planeta je da se sve različito rotiraju oko svoje ose. Na primjer, za Zemlju se jedna potpuna rotacija dogodi u toku dana, odnosno 24 sata, dok se za Veneru potpuna rotacija dogodi za 243 zemaljska dana.

Svaka od zemaljskih planeta ima svoju atmosferu. Razlikuje se po gustini i sastavu, ali definitivno postoji. Na primjer, na Veneri je prilično gusta, dok je u Merkuru gotovo nevidljiva. Zapravo, trenutno postoji mišljenje da Merkur uopće nema atmosferu, međutim, u stvari, to nije slučaj. Sve atmosfere zemaljskih planeta sastoje se od supstanci čiji su molekuli relativno teški. Na primjer, atmosfera Zemlje, Venere i Marsa sastoji se od ugljičnog dioksida i vodene pare. Zauzvrat, Merkurova atmosfera se sastoji uglavnom od helijuma.

Osim atmosfere, sve zemaljske planete imaju približno isti hemijski sastav. Konkretno, sastoje se pretežno od jedinjenja silicijuma, kao i od gvožđa. Međutim, ove planete sadrže i druge elemente, ali njihov broj nije tako velik.

Karakteristika zemaljskih planeta je da se u njihovom centru nalazi jezgro različite mase. Istovremeno, sva jezgra su u tečnom stanju - jedini izuzetak je Venera.

Svaka od zemaljskih planeta ima svoja magnetna polja. Istovremeno, na Veneri je njihov uticaj gotovo neprimetan, dok je na Zemlji, Merkuru i Marsu prilično primetan. Što se Zemlje tiče, njena magnetna polja ne stoje na jednom mjestu, već se kreću. I iako je njihova brzina izuzetno mala u poređenju sa ljudskim konceptima, naučnici sugerišu da kretanje polja može naknadno dovesti do promene magnetnih pojaseva.

Još jedna karakteristika zemaljskih planeta je da praktično nemaju prirodne satelite. Konkretno, do danas su otkriveni samo u blizini Zemlje i Marsa.


Džinovske planete

Druga grupa planeta se zove "divovski planeti". To uključuje Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Njihova masa znatno premašuje masu zemaljskih planeta.

Najlakši džin danas je Uran, međutim, njegova masa premašuje masu Zemlje

otprilike 14 i po puta. A najteža planeta u Sunčevom sistemu (sa izuzetkom Sunca) je Jupiter.

Nijedna od divovskih planeta zapravo nema svoju površinu, jer su sve u gasovitom stanju. Gasovi koji čine ove planete, kako se približavaju centru ili ekvatoru, kako ga nazivaju, prelaze u tečno stanje. S tim u vezi, može se uočiti razlika u karakteristikama rotacije divovskih planeta oko vlastite ose. Treba napomenuti da je trajanje punog obrtaja maksimalno 18 sati. U međuvremenu, svaki sloj planete rotira oko svoje ose različitim brzinama. Ova karakteristika je zbog činjenice da džinovske planete nisu čvrste. U tom smislu, čini se da njihovi pojedinačni dijelovi nisu međusobno povezani.

U središtu svih džinovskih planeta nalazi se malo čvrsto jezgro. Najvjerovatnije, jedna od glavnih supstanci ovih planeta je vodonik, koji ima metalne karakteristike. Zahvaljujući tome, sada je dokazano da džinovske planete imaju svoje magnetno polje. Međutim, u nauci trenutno postoji vrlo malo uvjerljivih dokaza i puno kontradiktornosti koje bi mogle karakterizirati džinovske planete.

Njihova posebnost je da takve planete imaju mnogo prirodnih satelita, kao i prstenove. U ovom slučaju, prstenovi su mali skupovi čestica koje rotiraju direktno oko planete i skupljaju razne vrste malih čestica koje lete.

Trenutno je samo 9 velikih planeta zvanično poznato nauci. Međutim, zemaljske planete i džinovske planete uključuju samo osam. Deveta planeta, a to je Pluton, ne spada ni u jednu od navedenih grupa, jer se nalazi na veoma dalekoj udaljenosti od Sunca i praktično se ne proučava. Jedina stvar koja se može reći o Plutonu je da je njegovo stanje blizu solidnog. Trenutno se spekuliše da Pluton uopšte nije planeta. Ova pretpostavka postoji više od 20 godina, ali odluka da se Pluton isključi sa liste planeta još nije donesena.

Mala tijela Sunčevog sistema

Pored planeta, u Sunčevom sistemu postoji puno svih vrsta tijela relativno male težine, koja se nazivaju asteroidi, komete, male planete itd. Općenito, ova nebeska tijela spadaju u grupu malih nebeskih tijela. Razlikuju se od planeta po tome što su čvrste, relativno male veličine i mogu se kretati oko Sunca ne samo u smjeru naprijed, već iu suprotnom smjeru. Njihove veličine su mnogo manje u odnosu na bilo koju od trenutno otkrivenih planeta. Gubeći kosmičku gravitaciju, mala nebeska tijela Sunčevog sistema padaju u gornje slojeve zemljine atmosfere, gdje izgaraju ili padaju u obliku meteorita. Promjena stanja tijela koja kruže oko drugih planeta još uvijek nije proučavana.




Fizičke karakteristike planeta Jupiter Saturn Uran Neptun
masa (u zemaljskim masama) 318 95.2 14.5 17.2
Prečnik (u prečnicima Zemlje) 11.2 9.5 4 3.9
Gustina, kg/m 3 1270 690 1290 1640
Period rotacije 9 sati i 55 minuta 10 sati i 40 minuta 17 h 14 min 16 h 7 min
Atmosfera: temperatura, °C; hemijski sastav 90% H, 10% He 96% H, 4% He 83% H, 15% He, 2% CH 4 80% H, 19% He, 1% CH 4
Broj satelita 63 61 27 13
Imena najvećih satelita Io, Evropa, Ganimed, Kalisto, Amalteja Titan, Rea, Japet, Diona, Tetida Ariel, Oberon, Umbriel, Desdemona, Juliet Triton, Nereida, Proteus, Larisa, Thalassa

Nakon što popunite tabelu, izvedite zaključke i ukažite na sličnosti i razlike između divovskih planeta.

Zaključci: To su plinovita tijela s moćnom proširenom atmosferom, brzo se rotiraju oko svoje osi, imaju mnogo satelita i svi imaju prstenove. Džinovske planete nemaju ni čvrstu ni tečnu površinu. Glavne komponente svih džinovskih planeta su helijum i vodonik.

2. Napravite kvalitativno poređenje svojstava zemaljskih planeta i džinovskih planeta. Koristite riječi: “visoko”, “nisko”, “veliko” itd. U zaključku navedite fundamentalnu razliku između zemaljskih planeta i planeta divova

zaključak: Zemaljske planete imaju znatno manje mase i veličine, ali veću gustinu i nemaju prstenove. Smješteni su bliže Suncu i brže se kreću u svojim orbitama, ali sporije rotiraju oko svoje ose i manje su komprimirani na polovima. Imaju i znatno manje satelita.

3. Dopuni rečenice

Posebnost rotacije džinovskih planeta oko svoje ose je u tome rotiraju se u slojevima: sloj planete blizu ekvatora rotira brže od ostalih slojeva.

Prisustvo gustih i proširenih atmosfera na Jupiteru i Saturnu se objašnjava time u tome što su, kada se formiraju, brzo dostizali takvu masu da su mogli zadržati više kiseonika.

Saturn satelit Titanijum ima moćnu atmosferu koja se sastoji uglavnom od azota.

Divovske planete imaju nisku prosječnu gustinu zbog činjenica da njihove atmosfere imaju uglavnom sastav vodonik-gel.

Postojanje prstenova je otkriveno na sledećim džinovskim planetama: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.

Jupiter emituje znatno više toplotne energije nego što prima od Sunca. Razlog za to se može uzeti u obzir postupno sabijanje planete i proces radioaktivnog raspada u njenim dubinama.



Dijeli