Планеты-гиганты содержание. Планеты гиганты реферат

" Планеты-гиганты " учащийся 11 "Б" класса псош прытков А

Полтавская средняя общеобразовательная школа

Реферат по астрономии

тема:

“ Планеты-гиганты ”

Прытков А.

Проверил: учитель физики

Чухарев В. М.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ____________________________________________________________________ 3

§ 1 Гигант Юпитер

1.1 Юпитер. Общая характеристика______________________________________ 4

1.2 Состав планеты _____________________________________________________ 4

1.3 Магнитное поле Юпитера_____________________________________________5

1.4 Спутники___________________________________________________________ 6

1.5 Кольца Юпитера_____________________________________________________6

§2 Сатурн – великолепие колец.

2.1Общая характеристика________________________________________________ 7

2.2 Кольца Сатурна ______________________________________________________7

2.3 Спутники____________________________________________________________9 §3 Уран вокруг солнца, лежа на боку

3.1 Уран. Общая характеристика________________________________________ 10

3.2 Система опоясывающих колец________________________________________ 11

3.3 Спутники Урана____________________________________________________ 11

§4 Нептун – царство холода

4.1 Открытие __________________________________________________________ 14

4.2 Общая характеристика______________________________________________ 14

4.3 Спутники Нептуна__________________________________________________ 15

4.4 Арки в кольцах Нептуна_____________________________________________ 15

Заключение___________________________________________________________ 17

Список Литературы___________________________________________________ 20

Введение Солнечная система - это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В нее входят: центральное тело - Солнце, 9 больших планет с их спутниками, несколько тысяч малых планет, или астероидов, несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел.

Большие планеты подразделяются на две основные группы: планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - и планеты юпитерианской группы, или планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В этой классификации нет места Плутону: и по размерам, и по свойствам он ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.

Различие планет по физическим свойствам обусловлено тем, что земная группа формировалась ближе к Солнцу, а планеты-гиганты - на очень холодной периферии Солнечной системы. Планеты земной группы сравнительно малы и имеют большую плотность. Основными их составляющими являются силикаты и железо. У планет-гигантов нет твердой поверхности. За исключением небольших ядер, они образованы преимущественно из водорода и гелия и пребывают в газожидком состоянии. Атмосферы этих планет, постепенно уплотняясь, переходят в жидкую мантию.

В курсе астрономии за одиннадцатый класс мы изучили много интересного материала, связанного с происходящими в космосе явлениями, рассмотрели много планет, изучили строение галактик. Особенно меня заинтересовала физическая природа наших “огромных” соседей по Солнечной системе - планет-гигантов. В школьном учебнике астрономии содержится недостаточно материала об этих удивительных небесных телах.

Я решил наиболее подробно познакомиться с интересующей меня темой: “ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ”, изучив при этом дополнительную научно-популярную литературу. При написании реферата я ставил задачи: выяснить особенности физических свойств планет-гигантов, их основные характеристики, отличие от планет земной группы и найти черты сходства и различия между собой, сколько у них спутников, каково их внутреннее строение и структурные особенности колец. § 1. Гигант Юпитер. 1.1. Юпитер. Общая характеристика.

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета Солнечной системы - отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше, чем Земля, и затрачивает на одни оборот по орбите почти 12 лет. Экваториальный диа­метр Юпитера 142 600 км (в 11 раз больше диаметра Земли). Период вращения Юпитера - самый короткий из всех планет - 9ч.50 мин.30с. на эква­торе и 9ч.55мин.40с. в средних широтах. Таким образом, Юпитер, подобно солнцу, вращается не как твёрдое тело - скорость вращения неодинакова в разных широтах. Из-за быстрого вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов. Масса Юпитера равна 318 массам Земли. Средняя плотность 1,33 г/см, что близко к плотности Солнца. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты (наклон 87 5о). Даже в не­большой телескоп видно полярное сжатие Юпитера и полосы на его поверхности, параллельные экватору планеты. Видимая поверхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков, окружающих планету. Благо­даря этому все детали на поверхности Юпитера постоянно меняют свой вид.

1.2. Состав планеты.

Из устойчивых деталей известно  Большое Красное пятно, наблюдающее­ся уже более 300 лет. Это - громадное овальное образование, размерами около 35 000 км по долготе и 14 000 по широте между Южной тропической и Южной умеренной полосами. Цвет его красноватый, но подвержен измене­ниям. Спектральные исследования Юпитера показали, что атмосфера его состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствуют также этан, ацетилен, фосфен и во­дяной пар. Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. В декабре 1973 г. с помощью американского космического аппарата "Пионер-10" удалось обнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание. Можно считать, что атмосфера Юпитера на 87% состоит из водорода и на 13% из гелия. На долю метана приходится не более 0,1% состава атмосферы планеты (по массе). Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км. Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой обла­ков, которые мы и видим в телескоп. Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину 24 000 км. На этой глубине давление достигает 300 ГПа, а температура 11 000К, здесь водород переходит в жидкое металлическое состояние, т.е. становится подобным жидкому металлу. Слой жидкого ме­таллического водорода имеет толщину около 42 000 км. Внутри него рас­полагается небольшое железно - силикатное твёрдое ядро радиусом 4 000 км. На границе ядра температура достигает 30 000 К. В 1956 г. было об­наружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см., соответствующее тепло­вому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном ди­апазоне температура самых наружных облаков Юпитера 130 К. Полёты аме­риканских космических аппаратов "Пионер-10" и "Пионер-11" позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера, а изменение температуры облач­ного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений ре­зультат: количество тепла, которое Юпитер испускает, более чем вдвое превышает тепловую энергию, которую планета получает от Солнца. Возмож­но, что идущее из недр планеты тепло выделяется в процессе медленного сжатия гигантской планеты (1мм. в год).

1.3. Магнитное поле Юпитера.

Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (как поле Земли), которое простирается до 1,5 млн. километров от Юпитера, и не дипольного, занимающего остальную часть магни­тосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности в 20 раз боль­ше, чем на Земле. Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радио-всплесков (резких усилений мощности излучен­ия) на волнах длиной от 4 до 85 м., продолжительностью от долей секун­ды до нескольких минут или даже часов. Однако длительные возмущения ­это не отдельные всплески, а серии всплесков - своеобразные шумовые бури и грозы.

Согласно современным гипотезам, эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты.

1.4. Спутники.

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника открыты ещё Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Они, а также внутренний, самый близкий спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты. Ио и Ев­ропа почти сравнимы с Луной, а Ганимед и Каллисто даже больше Мерку­рия, хотя по массе значительно уступают ему. По сравнению с другими спутниками “галилеевские” исследованы более детально. Внешние спутники обращаются вокруг планеты по сильно вытянутым орбитам с большими углами наклона к экватору (до 30 5о). Это маленькие тела - от 10 до 120 км, по-видимому, неправильной формы. Самые внешние 4 спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении.

1.5. Кольца Юпитера.

По данным, полученным с американских космических аппаратов "Вояжер", Юпитер окружен в эква­ториальной области системой колец. Кольцо расположено на расстоянии 50 000 км. От поверхности планеты, его ширина около 1 000 км. Существо­вание кольца Юпитера было предсказано в 1960 г. астрономом С.К. Всехс­вятским на основании наблюдений. Юпитер генерирует мощные полярные сияния, сильные радиошумы; возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури – потоки мелких твердых частиц, выброшенных в результате электромагнитных процессов в магнитосфере планеты. Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро- и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные и электромагнитные поля. Именно из таких мелких каменных частиц, в основном, состоит кольцо Юпитера. Его главная часть имеет радиус 123-129 тысяч километров. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повёрнуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.

Сатурн - вторая по величине среди планет Солнечной системы, в телескоп средней силы хорошо заметно, что шар Сатурна сильно сплюснут – ещё сильнее чем у Юпитера. На поверхности планеты выделяются параллельные экватору полосы, правда, мене четкие, чем у Юпитера. В этих полосах можно рассмотреть многочисленные, хотя и неяркие детали, именно по ним Уильям Гершель определил период вращения Сатурна. Он оказался очень коротким – всего 10 часов 16 минут. Эк­ваториальный диаметр Сатурна лишь немного меньше, чем у Юпитера, но по массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое и имеет очень низкую среднюю плотность - около 0,7 г/см. Низкая плотность объясняется тем, что пла­неты-гиганты состоят главным образом из водорода и гелия. При этом в недрах Сатурна давление не достигает столь высоких значений, как на Юпитере, поэтому плотность вещества там меньше. Спектроскопические исс­ледования обнаружили в атмосфере Сатурна некоторые молекулы. Темпера­тура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана (-184 5о), из твёрдых частичек, которого, скорее всего,3о,остоит облачный слой планеты.

2.2. Кольца Сатурна.

В телескоп видны вытянутые вдоль экватора тёмные полосы, называемые также поясами, и светлые зоны, но эти детали ме­нее контрастны, чем на Юпитере, и отдельные пятна в них наблюдаются гораздо реже. Сатурн окружен кольцами, которые хорошо видны в телескоп в виде "ушек" по обе стороны диска планеты. Долгое время считалось, что к Сатурну приблизился неосторожный спутник и был разорван его приливными силами. Но данные вояджеров опровергли это распространенное мнение. Сейчас установлено, что кольца Сатурна представляют собой остатки огромного околопланетного облака протяженностью во многие миллионы километров. Они были замечены ещё Гали­леем в 1610 году. Предположение, что планета окружена кольцом, высказал голландец Христиан Гюйгенс. Поначалу его гипотеза вызвала ожесточенную критику со стороны ортодоксов. Кольца Сатурна - одно из самых удивительных и инте­ресных образований в Солнечной системе. Плоская система колец опоясы­вает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверх­ностью. В кольцах разделяются три основные концентрические зоны, разг­раниченные узкими щелями: внешнее кольцо А, среднее В (наиболее яр­кое),внутреннее кольцо С, довольно прозрачное, "креповое", внутренний край его не резкий. Наиболее близкие к планете слабо различимые части внутреннего кольца обозначаются символом D. Обнаружено также сущест­вование практически прозрачного самого внешнего кольца D'. Сквозь все кольца Сатурна просвечивают звёзды. Кольца вращаются вокруг Сатурна, причём скорость движения внутренних частей больше, чем наружных. Кольца Сатурна не сплошные, а представляют собой плоскую сис­тему из бесконечного количества мелких спутников планеты. Плоскость колец практически совпадает с плоскостью экватора Сатурна и имеет постоянный наклон к плоскости орбиты, равный приблизительно 27 5о. В за­висимости от положений планеты на орбите мы видим кольца то с од­ной, то с другой стороны. Полный цикл изменения их вида завершается в течение 29,5 лет - таков период обращения Сатурна вокруг Солнца. Время от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в телеско­пы средних размеров. Это происходит когда плоскость колец проходит точно через Солнце и поверхность оказывается лишенной яркого освещения, либо когда кольца бывают обращены к наблюдателю "ребром" и выглядят как чрезвычайно тонкая полоска, видимая только в крупнейшие телескопы. Толщина колец, по современным данным, около 3,5 км. Она очень мала по сравнению с их диаметром, который по наружному краю кольца А составляет 275 тыс.км. Размеры частиц не определены окончательно. Радио - астрономические наблюдения свидетельствуют о наличии в кольцах множества частиц размером не менее нескольких сантиметров. Не исключе­на возможность присутствия в кольцах Сатурна ещё более крупных час­тиц, так же как и пыли. Инфракрасные спектры колец Сатурна напоминают спектры водяного инея. Однако в других частях спектра позднее была обнаружена особен­ность, не характерная для чистого льда.

2.3. Спутники.

У Сатурна известно 22 спутника. Все они названы в честь античных героев: это Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, Прометей, Пандора, Эпиметий, Япет, Феба, Янус, Телесто, Калипсо, Диона и тд. Из этих спутников наиболее интересны следующие четыре спутника: Янус - самый близкий к Сатурну, движется настоль­ко близко к поверхности планеты, что обнаружить его удалось только при затемнений колец Сатурна, создающих вместе с планетой яркий ореол в поле зрения телескопа. Самый большой спутник Сатурна - Титан - один из величайших спутников в Солнечной системе по размеру и массе. Его диа­метр приблизительно такой же, как диаметр Ганимеда. Титан окружен ат­мосферой, состоящей из метана и водорода. В ней движутся непрозрачные облака. Все спутники Сатурна, кроме Фебы, обращаются в прямом направле­нии. Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в об­ратном направлении. Диаметр 220 километров, полный оборот вокруг Сатурна Феба делает за 1,5 года. Гипперион – тёмный спутник неправильной формы 330x240x200 километров с хаотическим собственным вращением, период которого меняется на десятки процентов в течении нескольких недель. Радиус его орбиты 1,481 миллионов километров. Япет – примечателен резкой асимметрией яркости полушарий – в десять раз. Его диаметр 1440 километров, радиус орбиты 3,561 миллионов километров. Ученые связывают сильное почернение передней стороны Япета с бомбардировкой мелкой пылью от внешнего спутника – Фебы.

§ 3. Уран – вокруг Солнца, лёжа на боку. 3.1. Уран. Общая характеристика.

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. По диаметру он почти вчетверо больше Земли. Он очень далёк от Солнца и освещён сравнительно слабо. Уран был открыт английским учёным В. Гершелем в 1781 г. Какие-либо детали на поверхности Урана различить не удаётся из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа. Это зат­рудняет его исследования, в том числе и изучение закономерностей вра­щения. По-видимому, Уран (в отличие от всех других планет) вращается вокруг своей оси как бы лёжа на боку. Такой наклон экватора создаёт необычные условия освещения: на полюсах в определённый сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой полосы вдоль эква­тора. Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года, то полярный день на полюсах продолжается 42 года, затем сменяется поляр­ной ночью такой же продолжительности. Лишь в экваториальном поясе Ура­на Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностью равномерного осевого вращения планеты.

Даже в тех участках, где Солнце расположено в зените, температура на Уране (точнее на видимой поверхности облаков) составляет около -215 5о С. В таких условиях некоторые газы замерзают. В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены во­дород и небольшая примесь метана. В относительно большом количестве есть, по косвенным признакам, гелий. Как и другие планеты-гиганты, Уран имеет такой состав, вероятно, почти до самого центра. Однако средняя плотность Урана (1,58г/см 53 0) несколько больше, чем плотность Сатурна и Юпитера, хотя вещество в недрах этих гигантов сжато гораздо силь­нее, чем на Уране. Такую плотность Урана можно объяснит предположением о повышенном содержании гелия или существованием в недрах Урана ядра из тяжелых элементов. Одной необычной особенностью Урана является открытая в 1977г.

3.2. Система опоясывающих колец.

Это была сенсация! В солнечной системе обнаружена вторая после сатурианской система планетных колец. Они состоят из множества отдельных непрозрач­ных и, по-видимому, очень тёмных частиц. В отличие от колец Сатурна кольца Урана – узкие, как бы “ниточные” образования они в тысячу раз уже, черные и каменистые. Они не видны в от­раженном свете и обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звёзд, оказавшихся для земного наблюдателя позади колец при орбиталь­ном движении планеты. Кольца Урана представляют собой набор из девяти черных “паутинок”. Радиусы их орбит лежат в пределах 40-50 тысяч километров, а ширина лишь 1-10 километров, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 километров. Каждое кольцо шире всего в той части, которая наиболее удалена от планеты. Удалённость колец от центра Урана составляет от 1,6 до 1,85 радиуса планеты.

Стабильность и узость колец создает немало проблем для астрономов. Быть может, возле урана есть ещё неоткрытые спутники, вызвавшие образование таких странных колец?

3.3. Спутники Урана.

Всего спутников у Урана известно 15 они делятся на две группы: внешние и внутренние. К внутренним спутникам относятся: два самых далеких и крупных спутника – Оберон и Титания открытые Гершелем – расположенные на расстояниях 582,6 и 435,8 миллионов километров. Они почти близнецы, их диаметры равны 1520 и 1580 километров. Их поверхности сильно изрыты метеоритными кратерами, также на их поверхности имеются свидетельства тектонической активости.

Два следующих спутника – Умбриэль и Ариэль – открыты английским астрономом Уильямом Ласселом в 1851 году с помощью мощного телескопа, построенного им на острове Мальта. Они тоже имеют почти одинаковый размер: Умбриэль диаметром 1170 километров обращается вокруг Урана на расстоянии 265 тысяч километров; Ариэль диаметром 1160 километров движется по орбите радиусом 191 тысяч километров. Умбриэль самый темный спутник в солнечной системе он отражает только 19% падающего на него света, в то время как Ариэль самый светлый спутник он отражает 40% падающего на него света. На поверхности обоих спутников сохранились следы крупномасштабных геологических движений и явные признаки древнего вулканизма.

В 1948 году американский астроном Джерард Койпер открыл пятый внешний спутник урана – Миранду находящуюся на расстоянии 130 тыяч километров от планеты. Это небольшой спутник, диаметром 470 километров, с интереснейшими следами неожиданно бурного геологического прошлого. Вояджер-2 в январе 1986 года передал на землю отличные изображения Миранды. По снимкам специалисты составили стереоскопическое изображение рельефа, где выделяются обширные бороздчатые области, напоминающие вспаханные поля. Область, в которой борозды сходятся под углом получила неофициальное название “шеврон”. На краю её, в районе южного полюса, расположен почти отвесный обрыв высотой 15 километров. Остаётся непонятным, откуда взялась энергия для такой геологической активности Миранды.

Вояжер – 2 в 1986 году открыл десять маленьких спутников в зоне 50-86 тысяч километров от планеты – именно там, где и предсказывали астрономы (А. Фридман, Н. Горькавый) ещё за год до этого. Новым спутникам дали имена героев Шекспира. А орбиты шести из них оказались близки к заранее найденным.

Остальные четыре спутника – Пэк, Белинда, Розалинда, Джульетта, хотя и названы в основном именами прекрасных героинь, черны как уголь. На самом крупном из них – Пэке (диаметр 150 километров) – видны кратеры. Это единственный новый спутник названный мужским именем находится на расстоянии 86 тысяч километров от Урана – как раз между кольцами и Мирандой.

§ 4. Нептун – царство холода. 4.1. Открытие.

Нептун - восьмая по счёту планета Солнечной системы. Нептун был открыт необычным образом. Было замечено, что Уран движется не совсем так, как ему полагается двигаться под действием притяжения Солнца и из­вестных в то время планет. Тогда заподозрили существование ещё одной массивной планеты и попытались пред вычислить её положение на небе. Эту чрезвычайно сложную задачу независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж.Адамс и француз У. Леверье. Получив данные Ле­верье, ассистент Берлинской обсерватории И.Галле 23 сентября 1846 г. обнаружил планету. Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому, что оно послужило блестящим подтверждение закона все­мирного тяготения, положенного в основу расчётов.

4.2. Общая характеристика. Средняя удалённость Нептуна от Солнца 30,1 а.е., период вращения по орбите - 164 года и 288 дней. Таким образом, с момента открытия Нептун даже не совершил полного оборота по своей орбите. Видимый угловой диаметр Нептуна сос­тавляет около 2". При измерении столь малого диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень вели­ка. Уточнить диаметр Нептуна удалось 7 апреля 1967 г., когда планета в своём движении на фоне звёздного неба заслонила одну из далёких звёзд. По результатам наблюдений с нескольких астрономических обсерва­торий экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км. Новые све­дения о диаметре позволили уточнить величину средней плотности Нептуна: она оказалась равной 2,30 г/см. Такие характеристики типичны для планет-гигантов, состоящих главным образом из водорода и гелия с при­месью соединений других химических элементов. В центре Нептуна, согласно расчётам, имеется тяжёлое ядро из силикатов, металлов и других элементов, входящих в состав земной группы. Изучение характера ослабления блеска звезды при её затемнении атмосферой Нептуна дало много допол­нительной информации. В частности, был найден средний молекулярный вес надоблачных слоёв атмосферы Нептуна. Он соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана. Детали на поверхности Нептуна различить очень трудно. Поэтому параметры суточного вращения - положе­ние оси, направление и период вращения - определить из наземных наблю­дений очень сложно.

4.3. Спутники Нептуна.

У Нептуна всего два спутника. Первый Тритон, открытый в 1846 году английским астрономом-любителем Уильямом Ласселом. Спутник оказался необычным: он движется в направлении обратном вращению самой планеты. Сейчас установлено, что четыре внешних спутника Юпитера и самый внешний спутник Юпитера Феба являются обратными. Тем не менее Тритон выделяется среди них: его диаметр – 2700 километров, и в нем сосредоточена почти вся масса спутниковой системы Нептуна. Кроме того, он обращается очень близко к Нептуну – на расстоянии всего 355 тысяч километров. Обратные спутники других планет имеют диаметры в пределах от 30 до 220 километров, содержат ничтожную часть массы своих спутниковых систем и удаленны от планет на 13-25 миллионов километров.

Через две недели после открытия самого Нептуна, был открыт второй спутник - Нереида - очень небольшой, диаметром 340 километров. Обладает сильно вытянутой орбитой. Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. км. В зависимости от перигея к апогею орбиты. Направление орбитального движения - прямое. Нейрида делает полный оборот вокруг Нептуна за 360 суток когда Тритон делает полный оборот за 6 суток.

4.4. Арки в кольцах Нептуна.

После того как в 1977 году по затмению звезды были обнаружены кольца Урана, аналогичные наблюдения начали проводить для Нептуна. И действительно в середине 80-ых годов ученые открыли кольца, но очень странные: они были неполными. Эти разорванные кольца стали называть дугами или арками. Вещество в них распределено не равномерно: плотность резко падает у концов дуги. Представить себе стабильное скопление частиц в одной части орбиты очень трудно. Ведь периоды обращения независимых частиц хоть немного, но отличаются, так что всё скопление должно постепенно растянуться вдоль орбиты и превратиться в кольцо.

В августе 1989 года Вояджер-2 сфотографировал уникальное образование - три плотные яркие арки, нанизанные на непрерывное узкое и прозрачное пылевое колечко. Внутри арок видна цепь отдельных сгустков на расстоянии нескольких сот километров друг от друга. Исследование арок показывает, что в середине они содержат уплотнение шириной 15 километров, окруженное прозрачным пылевым шлейфом шириной 50 километров.

Сложные расчеты позволили сделать вывод, что арки Нептуна представляют собой цепочки ранее неизвестных науке эллиптических вихрей антициклонического типа, состоящих из твердых частиц. Размеры самых крупных частиц, видимо, достигают нескольких сот метров. Эти уникальные вихри названы эпитонами; они сложным образом взаимодействуют с ближайшим спутником (Галатей), между собой и с непрерывным пылевым кольцом.

Заключение

Передо мной стояло много вопросов: каковы особенности физических свойств планет-гигантов, их основные характеристики, отличие от планет земной группы и найти черты сходства и различия между собой, сколько у них спутников, каково их внутреннее строение и структурные строение особенности колец. Я провел исследовательскую работу: и из всего этого можно сделать следующие выводы: что планеты, относящиеся к гигантам: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все эти планеты имеют большие размеры и массы, низкую среднюю плотность.

Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей. Причем, экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные. Результат быстрого вращения — большое сжатие планет-гигантов (полярный радиус меньше экваториального)

Гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; у Юпитера их обнаружено к настоящему времени 28, Сатурна — 30, Урана — 17, у Нептуна — 8. Замечательная особенность планет-гигантов — кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Heптуна. Из планет-гигантов лучше других исследованы Юпитер и Сатурн. 

На фотографиях, переданных с борта американских АМС отчетливо видно, что газ в атмосферах планет-гигантов участвует в сложном движении, которое сопровождается образованием и распадом вихрей. Наблюдаемое на Юпитере около 300 лет Большое Красное Пятно, превосходящее по своим размерам Землю представляет собой огромный и очень устойчивый вихрь. Устойчивые пятна видны и на снимках остальных планет-гигантов. Вещество, находящееся под облачным слоем планет-гигантов, недоступно непосредственному наблюдению. В недрах оно должно иметь высокую температуру, так как эти планеты излучают энергии больше, чем получают от Солнца. Совокупность сведений о планетах-гигантах дает возможность построить модели внутреннего строения этих небесных тел. На Юпитере газообразный водород, входящий в состав атмосферы, переходит в жидкую, а затем, с увеличением давления по мере погружения в глубину и в твердую (металлическую) фазу. Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях планет-гигантов, связано существование значительных магнитных полей этих планет. Особенно велико магнитное поле Юпитера. Магнитное поле планеты улавливает летящие от Солнца заряженные частицы, которые образуют вокруг планеты радиационные поясам. Такие пояса из всех планет земной группы есть только у нашей планеты. Радиационный пояс являются источниками радиоволн и причиной полярных сияний в атмосферах планет-гигантов, где кроме того наблюдаются мощные электрические разряды (грозы). 

Спутники. Система спутников Юпитера напоминает Солнечную систему в миниатюре. Четыре спутника, открытые Галилеем, называют галилеевыми спутниками. Это Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Самый большой из них — Ганимед — превосходит по размерам Меркурий (но вдвое уступает этой планете по массе). Пролетая вблизи спутников Юпитера (а потом Сатурна), американские автоматические межпланетные станции «Пионер» и «Вояджер» передали на Землю фотографии с изображением их поверхностей, которые напоминают поверхности Луны и планет земной группы. Особенно похож на Луну Ганимед. Кроме кратеров, на Ганимеде много длинных хребтов и полос, образующих своеобразные ветвящиеся пучки.

Кольца. Первыми были открыты кольца Сатурна (XVII в., Галилей, Гюйгенс). С Земли в лучшие телескопы видно несколько колец, разделенных промежутками. Но на фотографиях, переданных с АМС, видно множество колец. Кольца очень широкие: они простираются над облачным слоем планеты на 60 000 км. Каждое состоит из частиц и глыб, движущихся по своим орбитам вокруг Сатурна. Толщина же колец не более 1 км. Поэтому, когда Земля при своем движении вокруг Солнца оказывается в плоскости колец Сатурна кольца перестают быть видимыми. Не исключено, что вещество, из которого состоят кольца, не вошло в состав планет и их больших спутников во время формирования этих небесных тел. В 1977 г. были открыты кольца у Урана, в 1979 г. — у Юпитера, в 1989 г. — у Нептуна. На возможность существования колец у всех планет-гигантов еще в 1960 г. указывал известный астроном С. К. Всехсвятский.

Мне кажется что цели, которые я поставил перед собой - были достигнуты, и более того раскрыты почти полностью. Эта работа плод многомесячных усилий, конечно без учителя физики и астрономии Чухарева В.М у меня ничего не получились, и поэтому я думаю что экзаменационная комиссия оценит мой труд, а также труд моего учителя.

Литература:

1. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной, М: Наука, 1980г.

2. Дагаев М.М, В.М. Чаругин В.М. Астрофизика.- М: Просвещение, 1988г.

3. Энциклопедический словарь юного астронома, М.: Педагогика, 1980 г.

4. Энциклопедия астронома М: “Аванта-Плюс”, 2001 г.

genskov.ru

Планеты-гиганты содержание - Реферат - стр. 1

ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Юпитер. 4

2. Сатурн. 11

3. Уран. 17

4. Нептун. 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 30

ВВЕДЕНИЕ

В группу планет гигантов входят: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.Все эти планеты (и особенно Юпитер) имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе – в 318 раз.

Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей; менее 10 ч требуется огромному Юпитеру, чтобы совершить один оборот. Причем экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные, т. е. там, где максимальны линейные скорости точек в их движении вокруг оси, максимальны и угловые скорости. Результат быстрого вращения – большое сжатие планет-гигантов (заметное при визуальных наблюдениях). Разность экваториального и полярного радиусов Земли составляет 21 км, а у Юпитера она равна 4400 км.

Планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; у Юпитера к середине 2001 года их обнаружено уже 28, Сатурна - 30, Урана - 21 и только у Нептуна - 8. Замечательная особенность планет-гигантов – кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Нептуна1.

Важнейшая особенность строения планет-гигантов заключается в том, что эти планеты не имеют твердых поверхностей. Такое представление хорошо согласуется с малыми средними плотностями планет-гигантов, их химическим составом (они состоят в основном из легких элементов – водорода и гелия), быстрым зональным вращением и некоторыми другими данными. Следовательно, все, что удается рассмотреть на Юпитере и Сатурне (на более далеких планетах детали вообще не видны), происходит в протяженных атмосферах этих планет. На Юпитере даже в небольшие телескопы заметны полосы, вытянутые вдоль экватора. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы Юпитера в виде примесей встречаются химические соединения (например, метан и аммиак), углеводороды (этан, ацетилен), а также различные соединения (в том числе содержащие фосфор и серу), окрашивающие детали атмосферы в красно-коричневые и желтые цвета.

Таким образом, по своему химическому составу планеты-гиганты резко отличаются от планет земной группы. Это отличие связано с процессом образования планетной системы.

1. Юпитер.

Юпитер, пятая и самая большая планета Солнечной системы,  более чем в два раза тяжелее, чем все другие планеты вместе взятые и почти в 318 раз тяжелее Земли. Обладая "солнечным" химическим составом, самая крупная планета Солнечной системы имеет массу в 70 - 80 раз меньше той, при которой небесное тело может стать звездой.

Тем не менее, в недрах Юпитера происходят процессы с достаточно мощной энергетикой: тепловое излучение планеты, эквивалентное 4х1017 Вт, примерно в два раза превышает энергию, получаемую этой планетой от Солнца2.

Рис. 1 Юпитер

Атмосфера Юпитера водородно-гелиевая (по объему соотношения этих газов составляют 89% водорода и 11% гелия).

Вся видимая поверхность Юпитера – это плотные облака, расположенные на высоте около 1000 км над "поверхностью", где газообразное состояние меняется на жидкое и образующие многочисленные слои желто-коричневых, красных и голубоватых оттенков. 

Инфракрасный радиометр показал, что температура внешнего облачного покрова составляет -133° С. Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются в виде светлых зон и темных поясов. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам.

Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне (примерно 20 км.), а их светлая окраска объясняется повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Располагающиеся ниже темные облака поясов состоят в основном из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру.

Эти структуры представляют области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется от 9 час.49 мин на широте 23 градуса до 9 час.56 мин. на широте 18 градусов с.ш. Это  приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельные экватору в одном направлении.

Скорости в этой глобальной системе  достигают от 50 до 150 м/с На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводят к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет.

Большое Красное Пятно – это овальное образование, изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне3.

Рис. 2. Большое Красное Пятно

В настоящее время оно имеет размеры 15х30 тыс. км, а сто лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень четко видимым. Большое Красное Пятно - это долгоживущий свободный вихрь (антициклон) в атмосфере Юпитера, совершающий полный оборот за 6 земных суток и характеризующийся, как и светлые зоны, восходящими течениями в атмосфере. Облака в нём расположены выше, а температура их ниже, чем в соседних областях поясов.

Космический аппарат "Вояджер 1" в марте 1979 г впервые сфотографировал систему слабых колец, шириной около 1000 км и толщиной не более 30 км, обращающихся вокруг Юпитера на расстоянии 57000 км от облачного покрова планеты.

Рис. 3. Кольца Юпитера, сфотографированные космическим аппаратом "Вояджер 1"

В отличие от колец Сатурна, кольца Юпитера темны (альбедо (отражательная способность) - 0,05). и, вероятно, состоят из очень небольших твердых частиц метеорной природы. Частицы  колец Юпитера, скорее всего, не остаются в них долго (из-за препятствий, создаваемых атмосферой и магнитным полем). Следовательно, раз кольца постоянны, то они должны непрерывно пополняться. Небольшие спутник Метис и Адрастея, чьи орбиты лежат в пределах колец, - очевидные источники таких пополнений. С Земли кольца Юпитера могут быть замечены при наблюдении только в ИК-диапазоне.

Юпитер имеет огромное магнитное поле, состоящее из двух компонетных полей: дипольного (как поле Земли), которое простирается до 1,5 млн. км. от Юпитера, и недипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности планеты 10-15 эрстед, т.е. в 20 раз больше, чем на Земле. Магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км (за орбиту Сатурна!). Но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Даже на таком расстоянии от себя Солнце показывает, кто в доме хозяин. Магнитное поле захватывает заряженные частицы, летящие от Солнца (этот поток называют солнечным ветром), образуя на расстоянии 177000 км от планеты радиационный пояс,  приблизительно в 10 раз мощнее земного, расположенный между кольцом Юпитера и самыми верхними атмосферными слоями.

Магнитометрические измерения показали существенные возмущения магнитного поля Юпитера вблизи Европы и Каллисто, которое не может быть объяснено существованием у этих спутников внутреннего ядра из ферромагнитного вещества, поскольку в таком случае магнитное поле, спадая обратно пропорционально кубу расстояния, было бы в восемь раз меньше наблюдаемого. Одно из возможных объяснений — возбуждение в оболочках планет вихревых электрических токов, магнитное поле которых искажает поле планеты-гиганта. Эти токи могут распространяться в проводящей жидкости, например в воде океана, с соленостью (37.5‰), близкой к солености океанов Земли,  лежащего под поверхностью небесного тела; его существование на Европе уже почти доказано. Уже в слое воды толщиной немногим более 10 км создавались бы вихревые токи, обеспечивающие наблюдаемые вариации.

Магнитосфера Юпитера удерживает окружающую плазму в узком слое, полутолщина которого около двух радиусов планеты вблизи экватора эквивалентного магнитного диполя. Плазма вращается вместе с Юпитером, периодически накрывая его спутники. В системах отсчета, связанных со спутниками, магнитное поле пульсирует с амплитудами 220 нТл (Европа) и 40 нТл (Каллисто), наводя вихревые токи в проводящих слоях спутников. Эти токи генерируют вихревые магнитные поля также дипольной конфигурации, которые накладываются на собственные поля этих спутников. Периоды изменения магнитных полей составляют 11.1 и 10.1 ч для Европы и Каллисто соответственно.

Если наличие океана на Европе можно считать достаточно правдоподобным, то для Каллисто более вероятно обратное. Хотя мощность аккреционных и радиогенных источников тепла на спутнике близка к требуемой для возникновения жидкой фазы, гравитационные измерения с борта “Галилео” показали, что этот спутник состоит только из металлической оболочки и льда.

Существование воды во внешнем слое Каллисто возможно, однако для стабилизации жидкой фазы необходимо наличие либо приливов, которые, по данным “Галилео”, отсутствуют, либо растворенной в воде соли. Более вероятно существование внутреннего водного океана у Ганимеда, имеющего дифференцированную структуру. Однако его сильное внутреннее магнитное поле маскирует все наведенные поля.

Кроме теплового и  радиоизлучения на волне 3 см, соответствующего температуре 145К, Юпитер является источником радиовсплесков (резких усилений мощности излучения) на волнах длиной от 4 до 85 м., продолжительностью от долей секунды до минут и даже часов. Однако длительное возмущения- это не отдельные всплески, а серии всплесков- своеобразные шумовые бури или грозы. Согласно современным гипотезам, эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты4.

Рис. 4. Инфракрасное и видимое изображение Юпитера

Внутреннее строение Юпитера можно представить в виде оболочек с плотностью, возрастающей по направлению к центру планеты. На дне уплотняющейся вглубь атмосферы толщиной 1500 км находится слой газо-жидкого водорода толщиной около 7000 км. На уровне 0,88 радиуса планеты, где давление составляет 0,69 Мбар, а температура - 6200° С, водород переходит в жидкомолекулярное состояние и еще через 8000 км в жидкое металлическое состояние. Наряду с водородом и гелием в состав слоев входит небольшое количество тяжелых элементов. Внутреннее ядро диаметром 25000 км - металлосиликатное, включающее воду, аммиак и метан, окружено гелием. Температура в центре составляет 23000 градусов, а давление 50 Мбар. 

Вокруг Юпитера обращаются 16 спутников, обращённых к нему, из-за действия приливных сил всегда одной стороной. Их можно разделить на две группы внутреннюю и внешнюю, включающие по 8 спутников каждая. Спутники внутренней группы обращаются почти по круговым орбитам, практически совпадающим с плоскостью экватора планеты. Четыре самых близких к планете спутника Адрастея, Метида, Амальтея и Теба диаметром от 40 до 270 км находятся в пределах 1-3 радиусов Юпитера и резко отличаются по размерам от следующих за ними 4 спутников, расположенных на расстоянии от 6 до 26 радиусов Юпитера и имеющих размеры, близкие к Луне.

Рис. 5. Внутренние спутники: Метида, Амальтея, Теба

Они были открыты в самом начале семнадцатого века почти одновременно Симоном Марием и Галилеем, но принято их называть галилеевыми спутниками Юпитера, хотя первые таблицы движения этих спутников Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто составил Марий.

Внешняя группа состоит из маленьких диаметром от 10 до 180 км спутников, движущихся по вытянутым и сильно наклоненным к экватору Юпитера орбитам, причем четыре более близких к Юпитеру спутника Леда, Гималия, Лиситея, Элара движутся по своим орбитам в ту же сторону, что и Юпитер, а четыре самых внешних спутника Ананке, Карме, Пасифе и Синопе движутся в обратном направлении.

Как и на Земле, на Юпитере наблюдаются полярные сияния, связанные с прорывом заряженных частиц из радиационных поясов в атмосферу, а также мощные электрические разряды в атмосфере (грозы).

refdb.ru

Планеты-гиганты Солнечной системы (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун)

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, он имеет наибольшие радиус и массу. Поэтому ускорение свободного падения на Юпитере в 2,67 раза больше, чем на Земле. Состав Юпитера похож на состав звёзд: водород в нём составляет примерно 80%, гелий — при­мерно 17%. Огромная скорость вращения Юпитера приводит к тому, что он сильно сплюснут у полюсов. Юпитер имеет мощное магнитное поле, происхождение которого связано с тем, что в недрах Юпитера су­ществует огромное давление, при котором водород переходит в метал­лическое состояние.

У Юпитера 64 спутника, самые крупные — Ио, Европа, Ганимед и Калисто, их размеры сравнимы с размером Луны. Эти спутники вид­ны с Земли в сильный бинокль.

Сатурн (рис. 52) — планета, знаменитая своими кольцами. Кольца Сатурна представ­ляют собой тонкий слой обломков разного размера, вращающихся вокруг него. Первое кольцо было открыто в 1656 г. нидерландским астрономом и физиком X. Гюйгенсом (1629—1695). Снимки, переданные на Землю с кос­мических кораблей «Вояджер», показали, что таких колец почти 1000. Их ширина от 25 до 90 км.

Вокруг Сатурна вращаются 62 спутника, наиболее крупным явля­ется Титан, имеющий диаметр в 1,5 раза больше диаметра Луны.

Рис. 52. Планета Сатурн

Уран так же, как Сатурн и Юпитер, представляет собой газовый шар, состоящий из водорода, гелия, метана и аммиака. У него тоже есть кольца, только сравнительно тонкие. Уран имеет 27 спутников разного размера, диаметр многих из них превышает 1000 км.

Нептун очень похож по своим физическим свойствам на Уран. Его размер и масса близки к значениям размера и массы Урана, атмосфе­ра имеет такой же состав. Он окружён системой колец, более тонких, чем Уран, и вокруг него вращаются 13 спутников диаметром от 54 до 400 км. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

История открытия Нептуна весьма интересна, она подтверждает не только справедливость физических законов, но и их предсказатель­ную роль в научном познании. Нептун — самая дальняя планета Сол­нечной системы, и обнаружить её в ходе наблюдений учёные никак не могли. Изучая в середине XIX в. движение Урана, английский астро­ном Дж.-К. Адамс (1819—1892) и французский астроном У.-Ж. Леверье (1811 —1877) обнаружили, что Уран движется с некоторыми отклоне­ниями от той орбиты, которую они рассчитали для него, пользуясь за­конами движения Ньютона. Они предположили, что за Ураном нахо­дится ещё одна планета, притяжение к которой искажает рассчитан­ную траекторию его движения. Воспользовавшись законом всемирного тяготения, они рассчитали координаты предполагаемой планеты. Поз­же Нептун обнаружили именно в том месте, координаты которого ими были рассчитаны.

В 1930 г. таким же образом был открыт Плутон, долгое время счи­тавшийся девятой планетой Сол­нечной системы (имеет 4 спутни­ка). Однако в 2006 году была высказана гипотеза, что Плу­тон — сошедший с орбиты спутник Нептуна.

• Краткий доклад на тему планета гигант юпитер

• Доклад презентация о планете сатурн

• Написать доклад о планете юпитер краткий

• Планеты солнечной системы кратко реферат

• Краткое сообщение на тему планеты гиганты

• Опишите историю открытия Нептуна.

• Дайте сравнительную характеристику Сатурна и Урана.

doklad-referat.ru

Реферат: Планеты гиганты

Юпитер (у греков - Зевс) - повелитель богов, правитель Олимпа и покровитель Римского государства. Зевс был сыном Кроноса (Сатурна).

Юпитер - четвертый по яркости объект нашего неба (после Солнца, Луны и Венеры, но иногда Марс бывает более ярким). Он был известен с доисторических времен. Открытие Галилео в 1610 году четырех больших спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто было первым открытием, показавшим, что может существовать иной центр движения, и не все тела движутся вокруг Земли. Это было главным доказательством в пользу гелиоцентрической теории Коперника о движении планет. Галилео вынуждали отречься от своих убеждений, и он был заключен в тюрьму до конца его жизни.

Первым кораблем, летавшим к Юпитеру в 1973 году, был Pioneer 10, а позже это были Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 и Ulysses. Космический корабль Galileo в настоящее время находится на постоянной орбите вокруг Юпитера и будет присылать получаемые данные по крайней мере еще следующие два года.

Газовые планеты, к которым относится Юпитер, не имеют твердой поверхности, их газообразный материал просто становится более плотным с глубиной (радиусы и диаметры для таких планет определяются по уровням, соответствующим давлению в 1 атмосферу). Так что когда мы смотрим на такую планету, мы видим верхние слои облаков.

Юпитер состоит приблизительно на 90% из водорода и на 10% из гелия (по числу атомов и в соотношении 75/25 % по массе) со следами метана, воды, аммиака. Этот состав очень близок к составу исконной Солнечной Туманности, из которой сформировалась вся Солнечная система. Подобный состав и у Сатурна, а в состав Урана и Нептуна входит намного меньше водорода и гелия.

Наши знания относительно внутреннего строения Юпитера (и других газовых планет) носят косвенный характер и, вероятно, еще долго останутся таковыми. Атмосферный зонд Галилео передал данные о составе атмосферы всего на глубине 150 км. ниже верхних слоев облаков.

Юпитер, возможно, имеет ядро из твердого материала, масса которого составляет примерно от 10 до 15 масс Земли.

Выше ядра находится основной объем планеты в форме жидкого металлического водорода. Эта экзотическая форма возможна только при давлениях, превышающих 4 миллиона бар. Жидкий металлический водород состоит из ионизированных протонов и электронов (как внутри Солнца, но при более низкой температуре). При такой температуре и давлении, как у Юпитера, водород внутри него - жидкость, а не газ. Он является электрическим проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно, также содержит некоторое количество гелия.

Наиболее удаленный от ядра слой состоит прежде всего из обычного молекулярного водорода и гелия, которые находятся в жидком состоянии внутри и постепенно переходят в газообразное снаружи. Атмосфера, которую мы видим - только самая верхняя часть этого глубокого уровня. Также присутствуют, но в крошечных количествах, вода, двуокись углерода, метан и другие простые молекулы.

Как полагают, существует три отчетливо выделяемых слоя облаков: из замороженного аммиака, гидросульфида аммония и смеси льда и воды.

Данные атмосферного зонда Galileo также показывают значительно меньшее количество воды, чем ожидали.

На Юпитере и других газовых планетах существуют полосы, ограниченные по широте, внутри которых дуют ветры с очень высокими скоростями, причем их направления противоположны в смежных полосах. Небольшой разницы в химическом составе и температуре между этими областями достаточно для того, чтобы они выглядели как цветные полосы, которые мы видим на изображениях этих планет. Светлые полосы называются зонами, темные - поясами. Полосы были известны некоторое время на Юпитере, но вихри на границе между полосами были впервые замечены благодаря наблюдениям на Voyager. Согласно данным зонда Galileo обнаружено, что скорость ветра оказалась гораздо выше ожидаемой (больше чем 400 миль в час), и эти потоки простираются на всю глубину атмосферы, на которую был способен опуститься зонд; они могут проникать на тысячи километров внутрь планеты. Оказалось, что атмосфера Юпитера высоко турбулентна.

Яркие цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различных химических реакций элементов, присутствующих в атмосфере, возможно, включая серу, наличие которой может давать широкий спектр цветов, но подробности пока не известны.

Цвета соотносятся с высотой облаков: синие - самые низкие, сопровождаемые коричневым и белыми, самые высокие - красные. Иногда мы можем наблюдать нижние уровни через разрывы в верхних слоях облаков.

Большое Красное Пятно было замечено земными наблюдателями более чем 300 лет назад (открытие обычно приписывается Кассини, или Роберту Хуку, в 17 столетии). Оно имеет размеры 12 000 на 25 000 км - достаточно для того, чтобы вместить две такие планеты, как Земля. Другие меньшие подобные пятна наблюдались в течение десятилетий. Инфракрасные наблюдения и направление его вращения указывают, что это пятно - область высокого давления, над которой верхние слои облаков располагаются значительно выше и они более холодные, чем над окружающими областями. Подобные структуры были замечены на Сатурне и Нептуне. Не известно, как такие структуры могут сохраняться так долго.

Юпитер излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Внутри Юпитера - горячее ядро, температура которого составляет приблизительно 20 000 K. Теплота генерируется механизмом Кельвина - Гельмгольца, за счет медленного гравитационного сжатия планеты. Юпитер не производит энергию ядерным синтезом, как Солнце; он слишком мал, и его внутренняя температура слишком холодна для того, чтобы запустить ядерные реакции. Эта внутренняя теплота, возможно, вызывает конвекцию глубоко в жидких слоях Юпитера, вследствии чего мы наблюдаем сложные движения в верхних слоях облаков. Сатурн и Нептун подобны Юпитеру в этом отношении, но Уран, как ни странно, нет.

Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. Магнитосфера тянется больше чем на 650 миллионов км - за орбиту Сатурна! Обратите внимание, что магнитосфера Юпитера далека от сферической - она тянется на несколько миллионов километров в направлении к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находятся в пределах его магнитосферы, что может частично объяснять активность на Ио. К сожалению для будущих космических путешественников и проектировщиков космических кораблей Voyager и Galileo, окружающая среда вокруг Юпитера содержит высокие уровни энергетических частиц, захваченных магнитным полем Юпитера. Эта радиация подобна найденной в пределах Радиационных поясов Ван Аллена Земли, но намного более интенсивна, она гибельна для незащищенного человека.

У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые (слева). В отличие от Сатурна, кольца Юпитера - темные (альбедо приблизительно 0.05). Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

В июле 1994 года комета Шумахера-Леви столкнулась с Юпитером (справа). Последствия были ясно видны даже в любительские телескопы. Обломки, оставшиеся от столкновения, можно было наблюдать еще почти целый год.

Юпитер часто является самой яркой "звездой" нашего неба, уступая по яркости только Венере, которая редко видна в темном небе. Четыре его спутника легко можно увидеть в бинокль; несколько полос и Большое Красное Пятно можно наблюдать с помощью небольшого телескопа.

У Юпитера известно 16 спутников: 4 больших и 12 маленьких. Вращение Юпитера постепенно замедляется из-за приливного торможения, производимого на него его большими спутниками. Те же самые приливные силы изменяют орбиты лун, вынуждая их очень медленно отдаляться от Юпитера.

В Римской мифологии Сатурн - бог сельского хозяйства. Соответствующий ему Греческий бог, Кронус, был сыном Урана и Геи и отцом Зевса (Юпитера).

Даже в малый телескоп можно заметить, что Сатурн явно сплющен; его экваториальный и полярный диаметры различаются почти на 10 % (120,536 км и 108,728 км). Это - результат быстрого вращения и жидкого состояния. Другие газовые планеты тоже сплющены, но не так сильно.

Сатурн имеет самую низкую плотность среди всех планет, его удельный вес составляет всего 0.7 - меньше, чем у воды.

Подобно Юпитеру, Сатурн состоит приблизительно на 75 % из водорода и на 25 % из гелия со следами воды, метана, аммиака и камня, что соответствует составу исконной Солнечной Туманности, из которой была сформирована Солнечная система.

По своему внутреннему строению Сатурн подобен Юпитеру и состоит из скалистого ядра, жидкого металлического водородного слоя и молекулярного водородного слоя. Присутствуют также следы различных льдов.

Внутри Сатурна - горячее ядро с температурой 12000 K, и он излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Основная часть дополнительной энергии сгенерирована механизмом Келвина - Гельмгольца, как в Юпитере. Но этого недостаточно, чтобы объяснить видимую яркость Сатурна; должен присутствовать некоторый дополнительный механизм внутри Сатурна.

Полосы, так выделяющиеся на Юпитере, на Сатурне намного более слабые. Они намного более широки ближе к экватору. У Сатурна также существуют долговечные пятна (красное пятно в центре изображения слева) и другие особенности, общие с Юпитером.

Два основных кольца (А и B) и одно слабое кольцо (C) могут наблюдаться с Земли. Промежуток между кольцами А и B известен как раздел Cassini. Изображения Voyager показывают четыре дополнительных слабых кольца. Кольца Сатурна, в отличие от колец других планет, являются очень яркими (альбедо 0.2 - 0.6).

Хотя с Земли кольца выглядят непрерывными, фактически они состоят из бесчисленных малых частичек, каждая из которых имеет свою собственную независимую орбиту. Расстояние между ними колеблется от сантиметра до нескольких метров.

Кольца Сатурна необычайно тонки: хотя их диаметр - 250,000 км или чуть больше, их толщина составляет 1.5 км. Они состоят в основном из льда и частиц горных пород, покрытых ледяной коркой.

Наиболее удаленное кольцо Сатурна, называемое F-кольцом, является сложной структурой, составленной из отдельных малых колец, вдоль которых видны "узлы". Эти узлы состоят из скоплений материала, составляющего кольца (слева).

Происхождение колец Сатурна и других планет неизвестно, возможно, они возникли путем разрушения больших спутников. Кольцевые системы не устойчивы, они должны восстанавливаться постоянно продолжающимися процессами.

Как и другие планеты группы Юпитера, Сатурн имеет значительное магнитное поле.

Сатурн легко увидеть в ночном небе невооруженным глазом. Хотя он не такой яркий, как Юпитер, его просто идентифицировать как планету, так как он не "мерцает", как звезды. Кольца и большие спутники можно наблюдать в небольшой телескоп.

У Сатурна 18 спутников, имеющих свои наименования. Из тех спутников, скорости вращения которых известны, все, кроме Фебы и Гиперона, вращаются синхронно. Три пары спутников - Мимас - Тезис, Енцелад - Диона и Титан - Гиперон - взаимодействуют гравитационно таким образом, чтобы поддержать устойчивые связи между их орбитами. В дополнение к этим 18 спутникам по крайней мере еще дюжине были присвоены временные обозначения, но теперь считается, что вряд ли все они реальны и являются спутниками Сатурна.

Уран - древнее греческое божество небес, самый ранний высший бог.

Уран - первая планета, обнаруженная в наше время Уильямом Гершелем во время его систематического обзора неба с телескопом 13 марта 1781 года. Эта планета фактически была замечена много раз и прежде, но ее считали просто звездой (самая ранняя запись о ней относится к 1690 году, когда Джон Фламстид каталогизировал ее как 34 Tauri). Гершель назвал ее "Georgium Sidus " (Планета Джорджа) в честь его патрона, короля Англии Джорджа III; другие назвали ее "Гершель". Название "Уран" предложил Боде в соответствии с наименованиями других планет именами из классической мифологии, но оно стало широко использоваться только в 1850 году.

Уран состоит прежде всего из горной породы и различных льдов, количество водорода составляет только приблизительно 15 % и есть небольшое количество гелия (в отличие от Юпитера и Сатурна, основным составляющим которых является водород). По-видимому, Уран не имеет каменного ядра подобно Юпитеру и Сатурну. Атмосфера Урана состоит на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана.

Как и другие газовые планеты, у Урана есть полосы облаков, которые быстро перемещаются вокруг него. Но они чрезвычайно слабы и видимы только при очень высоком качестве изображения. Недавние наблюдения показывают большие и более явные полосы.

Синий цвет Урана - результат поглощения красного света метаном в верхних слоях атмосферы. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Как и у Юпитера, они очень темные и, как у Сатурна, кроме мелкой пыли включают довольно большие частицы размером до 10 метров в диаметре. Известно 11 колец, все очень слабые; самое яркое называется Эпсилон.

Вояджер 2 обнаружил 10 малых лун в дополнение к 5 большим, уже известным. Вероятно, что имеются более мелкие спутники в пределах колец. Магнитное поле Урана наклонено почти на 60 градусов относительно оси вращения.

Уран иногда видим невооруженным глазом в очень ясную ночь; довольно просто найти его с биноклем (если вы точно знаете, куда смотреть). В малый телескоп виден диск. У Урана 15 известных и имеющих названия лун и 5 недавно обнаруженных, еще не получивших наименования; таким образом, у Урана самое большое количество спутников из всех планет Солнечной системы.

Нептун - восьмая от Солнца и четвертая по величине диаметра планета Солнечной системы. Нептун меньше в диаметре, но больше по массе, чем Уран.

В римской мифологии Нептун (у греков - Посейдон) был морским богом.

   После того как открыли Уран, было отмечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Таким образом было предсказано существование другой более отдаленной планеты, которая должна была воздействовать на орбиту Урана. Нептун первыми наблюдали Galle и d'Arrest 23 сентября 1846 года очень близко к местонахождению, независимо предсказанному Adams и Verrier из вычислений, основанных на наблюемых положениях Юпитера, Сатурна и Урана.

Нептун был посещен только одним космическим кораблем, Вояджером 2, 25 августа 1989 года. Почти все, что мы знаем об этой планете, мы знаем благодаря этой экспедиции.

То, что орбита Плутона настолько эксцентрическая, что иногда пересекает орбиту Нептуна, делает Нептун наиболее отдаленной от Солнца планетой в течение нескольких лет.

По своему составу Нептун подобен Урану: различные "льды" и горная порода с небольшим количеством гелия и приблизительно 15% водорода. Как и Уран, Нептун не имеет отчетливого внутреннего иерархического строения, а скорее более или менее однороден по составу. Но, вероятно, внутри него находится малое ядро из скалистого материала. Его атмосфера по большей части состоит из водорода и гелия с небольшим количеством метана.

Синий цвет Нептуна - результат поглощения красного света метаном в верхних слоях атмосферы.

Как на любой газовой планете, на Нептуне дуют ветры с очень высокими скоростями. Ветры Нептуна самые быстрые в солнечной системе, их скорость достигает 2000 км/час.

Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источник теплоты - он излучает вдвое больше энергии, чем получает от Солнца. Во время полета Вояджера наиболее выдающейся особенностью Нептуна было Большое Темное Пятно(слева) в южном полушарии. Его размер составлял приблизительно половину размера Большого Красного Пятна Юпитера (размер диаметра Земли). Ветер, дующий на поверхности Нептуна, перемещал Большое Темное Пятно в западном направлении со скоростью 300 метров в секунду (700 миль в час). Вояджер 2 также обнаружил меньшее темное пятно в южном полушарии и малое неправильное белое облако, которое проносилось вокруг Нептуна каждые 16 часов, известное сейчас под названием "Скутер" (справа). Природа его остается загадкой.

Однако наблюдения Нептуна 1994 года (слева) показывают, что Большое Темное Пятно исчезло! Оно или просто рассеилось, или постоянно скрыто под атмосферой. Несколькими месяцами позже было обнаружено новое темное пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется быстро, возможно, из-за небольших изменений в разностях температур между верхними и нижними слоями облаков.

М и н и с т е р с т в о   о б р а з о в а н и я   Р Ф

Г и м н а з и я   №   3 8

Р е ф е р а т  н а  т е м у:

“П л а н е т ы  г и г а н т ы”.

Выполнил ученик

11 “Б” класса

Погорелов А.

Белгород 2002

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1.     Ю п и т е р

2.     С а т у р н

3.     У р а н

4.     Н е п т у н

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Интернет страница “Астрономические новости”

www.referatmix.ru

Планеты гиганты

Юпитер (у греков - Зевс) - повелитель богов, правитель Олимпа и покровитель Римского государства. Зевс был сыном Кроноса (Сатурна).

Юпитер - четвертый по яркости объект нашего неба (после Солнца, Луны и Венеры, но иногда Марс бывает более ярким). Он был известен с доисторических времен. Открытие Галилео в 1610 году четырех больших спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто было первым открытием, показавшим, что может существовать иной центр движения, и не все тела движутся вокруг Земли. Это было главным доказательством в пользу гелиоцентрической теории Коперника о движении планет. Галилео вынуждали отречься от своих убеждений, и он был заключен в тюрьму до конца его жизни.

Первым кораблем, летавшим к Юпитеру в 1973 году, был Pioneer 10, а позже это были Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 и Ulysses. Космический корабль Galileo в настоящее время находится на постоянной орбите вокруг Юпитера и будет присылать получаемые данные по крайней мере еще следующие два года.

Газовые планеты, к которым относится Юпитер, не имеют твердой поверхности, их газообразный материал просто становится более плотным с глубиной (радиусы и диаметры для таких планет определяются по уровням, соответствующим давлению в 1 атмосферу). Так что когда мы смотрим на такую планету, мы видим верхние слои облаков.

Юпитер состоит приблизительно на 90% из водорода и на 10% из гелия (по числу атомов и в соотношении 75/25 % по массе) со следами метана, воды, аммиака. Этот состав очень близок к составу исконной Солнечной Туманности, из которой сформировалась вся Солнечная система. Подобный состав и у Сатурна, а в состав Урана и Нептуна входит намного меньше водорода и гелия.

Наши знания относительно внутреннего строения Юпитера (и других газовых планет) носят косвенный характер и, вероятно, еще долго останутся таковыми. Атмосферный зонд Галилео передал данные о составе атмосферы всего на глубине 150 км. ниже верхних слоев облаков.

Юпитер, возможно, имеет ядро из твердого материала, масса которого составляет примерно от 10 до 15 масс Земли.

Выше ядра находится основной объем планеты в форме жидкого металлического водорода. Эта экзотическая форма возможна только при давлениях, превышающих 4 миллиона бар. Жидкий металлический водород состоит из ионизированных протонов и электронов (как внутри Солнца, но при более низкой температуре). При такой температуре и давлении, как у Юпитера, водород внутри него - жидкость, а не газ. Он является электрическим проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно, также содержит некоторое количество гелия.

Наиболее удаленный от ядра слой состоит прежде всего из обычного молекулярного водорода и гелия, которые находятся в жидком состоянии внутри и постепенно переходят в газообразное снаружи. Атмосфера, которую мы видим - только самая верхняя часть этого глубокого уровня. Также присутствуют, но в крошечных количествах, вода, двуокись углерода, метан и другие простые молекулы.

Как полагают, существует три отчетливо выделяемых слоя облаков: из замороженного аммиака, гидросульфида аммония и смеси льда и воды.

Данные атмосферного зонда Galileo также показывают значительно меньшее количество воды, чем ожидали.

На Юпитере и других газовых планетах существуют полосы, ограниченные по широте, внутри которых дуют ветры с очень высокими скоростями, причем их направления противоположны в смежных полосах. Небольшой разницы в химическом составе и температуре между этими областями достаточно для того, чтобы они выглядели как цветные полосы, которые мы видим на изображениях этих планет. Светлые полосы называются зонами, темные - поясами. Полосы были известны некоторое время на Юпитере, но вихри на границе между полосами были впервые замечены благодаря наблюдениям на Voyager. Согласно данным зонда Galileo обнаружено, что скорость ветра оказалась гораздо выше ожидаемой (больше чем 400 миль в час), и эти потоки простираются на всю глубину атмосферы, на которую был способен опуститься зонд; они могут проникать на тысячи километров внутрь планеты. Оказалось, что атмосфера Юпитера высоко турбулентна.

Яркие цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различных химических реакций элементов, присутствующих в атмосфере, возможно, включая серу, наличие которой может давать широкий спектр цветов, но подробности пока не известны.

Цвета соотносятся с высотой облаков: синие - самые низкие, сопровождаемые коричневым и белыми, самые высокие - красные. Иногда мы можем наблюдать нижние уровни через разрывы в верхних слоях облаков.

Большое Красное Пятно было замечено земными наблюдателями более чем 300 лет назад (открытие обычно приписывается Кассини, или Роберту Хуку, в 17 столетии). Оно имеет размеры 12 000 на 25 000 км - достаточно для того, чтобы вместить две такие планеты, как Земля. Другие меньшие подобные пятна наблюдались в течение десятилетий. Инфракрасные наблюдения и направление его вращения указывают, что это пятно - область высокого давления, над которой верхние слои облаков располагаются значительно выше и они более холодные, чем над окружающими областями. Подобные структуры были замечены на Сатурне и Нептуне. Не известно, как такие структуры могут сохраняться так долго.

Юпитер излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Внутри Юпитера - горячее ядро, температура которого составляет приблизительно 20 000 K. Теплота генерируется механизмом Кельвина - Гельмгольца, за счет медленного гравитационного сжатия планеты. Юпитер не производит энергию ядерным синтезом, как Солнце; он слишком мал, и его внутренняя температура слишком холодна для того, чтобы запустить ядерные реакции. Эта внутренняя теплота, возможно, вызывает конвекцию глубоко в жидких слоях Юпитера, вследствии чего мы наблюдаем сложные движения в верхних слоях облаков. Сатурн и Нептун подобны Юпитеру в этом отношении, но Уран, как ни странно, нет.

Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. Магнитосфера тянется больше чем на 650 миллионов км - за орбиту Сатурна! Обратите внимание, что магнитосфера Юпитера далека от сферической - она тянется на несколько миллионов километров в направлении к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находятся в пределах его магнитосферы, что может частично объяснять активность на Ио. К сожалению для будущих космических путешественников и проектировщиков космических кораблей Voyager и Galileo, окружающая среда вокруг Юпитера содержит высокие уровни энергетических частиц, захваченных магнитным полем Юпитера. Эта радиация подобна найденной в пределах Радиационных поясов Ван Аллена Земли, но намного более интенсивна, она гибельна для незащищенного человека.

У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые (слева). В отличие от Сатурна, кольца Юпитера - темные (альбедо приблизительно 0.05). Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

В июле 1994 года комета Шумахера-Леви столкнулась с Юпитером (справа). Последствия были ясно видны даже в любительские телескопы. Обломки, оставшиеся от столкновения, можно было наблюдать еще почти целый год.

Юпитер часто является самой яркой "звездой" нашего неба, уступая по яркости только Венере, которая редко видна в темном небе. Четыре его спутника легко можно увидеть в бинокль; несколько полос и Большое Красное Пятно можно наблюдать с помощью небольшого телескопа.

У Юпитера известно 16 спутников: 4 больших и 12 маленьких. Вращение Юпитера постепенно замедляется из-за приливного торможения, производимого на него его большими спутниками. Те же самые приливные силы изменяют орбиты лун, вынуждая их очень медленно отдаляться от Юпитера.

Cатурн - шестая от Солнца и вторая по величине планета Солнечной системы.Орбита:      1 429 400 000 км (9,54 АЕ) от СолнцаДиаметр:      120 536 км (экватор)Масса:        5.68е26 кг

В Римской мифологии Сатурн - бог сельского хозяйства. Соответствующий ему Греческий бог, Кронус, был сыном Урана и Геи и отцом Зевса (Юпитера).

Сатурн был известен с доисторических времен. Галилей первым наблюдал его в телескоп в 1610 году. Ранние наблюдения Сатурна были усложнены предположением, согласно которому Земля проходит через плоскость колец Сатурна каждые несколько лет, когда Сатурн пересекает ее орбиту. Только в 1659 году Кристиан Гюйгенс правильно вывел геометрию колец. Кольца Сатурна оставались уникальными для Солнечной системы до 1977 года, когда были обнаружены очень слабые кольца вокруг Урана и вскоре после этого вокруг Юпитера и Нептуна.   Первым кораблем, летавшим к Сатурну, был Pioneer 11 в 1979 году, и позднее - Voyager, 1 и Voyager 2. Cassini, который сейчас находится на пути к нему, прибудет туда в 2004 году.

Даже в малый телескоп можно заметить, что Сатурн явно сплющен; его экваториальный и полярный диаметры различаются почти на 10 % (120,536 км и 108,728 км). Это - результат быстрого вращения и жидкого состояния. Другие газовые планеты тоже сплющены, но не так сильно.

Сатурн имеет самую низкую плотность среди всех планет, его удельный вес составляет всего 0.7 - меньше, чем у воды.

Подобно Юпитеру, Сатурн состоит приблизительно на 75 % из водорода и на 25 % из гелия со следами воды, метана, аммиака и камня, что соответствует составу исконной Солнечной Туманности, из которой была сформирована Солнечная система.

По своему внутреннему строению Сатурн подобен Юпитеру и состоит из скалистого ядра, жидкого металлического водородного слоя и молекулярного водородного слоя. Присутствуют также следы различных льдов.

Внутри Сатурна - горячее ядро с температурой 12000 K, и он излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Основная часть дополнительной энергии сгенерирована механизмом Келвина - Гельмгольца, как в Юпитере. Но этого недостаточно, чтобы объяснить видимую яркость Сатурна; должен присутствовать некоторый дополнительный механизм внутри Сатурна.Полосы, так выделяющиеся на Юпитере, на Сатурне намного более слабые. Они намного более широки ближе к экватору. У Сатурна также существуют долговечные пятна (красное пятно в центре изображения слева) и другие особенности, общие с Юпитером.

Два основных кольца (А и B) и одно слабое кольцо (C) могут наблюдаться с Земли. Промежуток между кольцами А и B известен как раздел Cassini. Изображения Voyager показывают четыре дополнительных слабых кольца. Кольца Сатурна, в отличие от колец других планет, являются очень яркими (альбедо 0.2 - 0.6).

Хотя с Земли кольца выглядят непрерывными, фактически они состоят из бесчисленных малых частичек, каждая из которых имеет свою собственную независимую орбиту. Расстояние между ними колеблется от сантиметра до нескольких метров.

Кольца Сатурна необычайно тонки: хотя их диаметр - 250,000 км или чуть больше, их толщина составляет 1.5 км. Они состоят в основном из льда и частиц горных пород, покрытых ледяной коркой.

Наиболее удаленное кольцо Сатурна, называемое F-кольцом, является сложной структурой, составленной из отдельных малых колец, вдоль которых видны "узлы". Эти узлы состоят из скоплений материала, составляющего кольца (слева).

Происхождение колец Сатурна и других планет неизвестно, возможно, они возникли путем разрушения больших спутников. Кольцевые системы не устойчивы, они должны восстанавливаться постоянно продолжающимися процессами.

Как и другие планеты группы Юпитера, Сатурн имеет значительное магнитное поле.

Сатурн легко увидеть в ночном небе невооруженным глазом. Хотя он не такой яркий, как Юпитер, его просто идентифицировать как планету, так как он не "мерцает", как звезды. Кольца и большие спутники можно наблюдать в небольшой телескоп.

У Сатурна 18 спутников, имеющих свои наименования. Из тех спутников, скорости вращения которых известны, все, кроме Фебы и Гиперона, вращаются синхронно. Три пары спутников - Мимас - Тезис, Енцелад - Диона и Титан - Гиперон - взаимодействуют гравитационно таким образом, чтобы поддержать устойчивые связи между их орбитами. В дополнение к этим 18 спутникам по крайней мере еще дюжине были присвоены временные обозначения, но теперь считается, что вряд ли все они реальны и являются спутниками Сатурна.Уран - седьмая от Солнца и третья по величине диаметра планета Солнечной системы. Диаметр Урана больше, чем диаметр Нептуна, но масса меньше, чем у Нептуна.          Орбита:      2 870 990 000 км (19,218 АЕ) от Солнца          Диаметр:      51 118 км (экватор)          Масса:        8.683е25 кг

Уран - древнее греческое божество небес, самый ранний высший бог.

Уран - первая планета, обнаруженная в наше время Уильямом Гершелем во время его систематического обзора неба с телескопом 13 марта 1781 года. Эта планета фактически была замечена много раз и прежде, но ее считали просто звездой (самая ранняя запись о ней относится к 1690 году, когда Джон Фламстид каталогизировал ее как 34 Tauri). Гершель назвал ее "Georgium Sidus " (Планета Джорджа) в честь его патрона, короля Англии Джорджа III; другие назвали ее "Гершель". Название "Уран" предложил Боде в соответствии с наименованиями других планет именами из классической мифологии, но оно стало широко использоваться только в 1850 году.

К Урану подлетал только один космический корабль - Вояджер 2 - 24 января 1986 г. Ось вращения большинства планет почти перпендикулярна плоскости эклиптики, а ось Урана почти параллельна эклиптике. Во время полета к Урану Вояджера 2 южный полюс Урана почти точно указывал на Солнце. Поэтому полярные области Урана получают большее количество энергии от Солнца, чем экваториальные области. Однако Уран более горячий в районе экватора, чем на полюсах. Механизм, лежащий в основе этого, неизвестен.

Уран состоит прежде всего из горной породы и различных льдов, количество водорода составляет только приблизительно 15 % и есть небольшое количество гелия (в отличие от Юпитера и Сатурна, основным составляющим которых является водород). По-видимому, Уран не имеет каменного ядра подобно Юпитеру и Сатурну. Атмосфера Урана состоит на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана.

Как и другие газовые планеты, у Урана есть полосы облаков, которые быстро перемещаются вокруг него. Но они чрезвычайно слабы и видимы только при очень высоком качестве изображения. Недавние наблюдения показывают большие и более явные полосы.

Синий цвет Урана - результат поглощения красного света метаном в верхних слоях атмосферы. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Как и у Юпитера, они очень темные и, как у Сатурна, кроме мелкой пыли включают довольно большие частицы размером до 10 метров в диаметре. Известно 11 колец, все очень слабые; самое яркое называется Эпсилон.

Вояджер 2 обнаружил 10 малых лун в дополнение к 5 большим, уже известным. Вероятно, что имеются более мелкие спутники в пределах колец. Магнитное поле Урана наклонено почти на 60 градусов относительно оси вращения.

Уран иногда видим невооруженным глазом в очень ясную ночь; довольно просто найти его с биноклем (если вы точно знаете, куда смотреть). В малый телескоп виден диск. У Урана 15 известных и имеющих названия лун и 5 недавно обнаруженных, еще не получивших наименования; таким образом, у Урана самое большое количество спутников из всех планет Солнечной системы.Нептун - восьмая от Солнца и четвертая по величине диаметра планета Солнечной системы. Нептун меньше в диаметре, но больше по массе, чем Уран.

          Орбита:      4 504 000 000 км (30,06 АЕ) от Солнца          Диаметр:      49 532 км (экватор)          Масса:        1.0247е26 кг

В римской мифологии Нептун (у греков - Посейдон) был морским богом.

   После того как открыли Уран, было отмечено, что его орбита не согласуется с законами Ньютона. Таким образом было предсказано существование другой более отдаленной планеты, которая должна была воздействовать на орбиту Урана. Нептун первыми наблюдали Galle и d'Arrest 23 сентября 1846 года очень близко к местонахождению, независимо предсказанному Adams и Verrier из вычислений, основанных на наблюемых положениях Юпитера, Сатурна и Урана.

Нептун был посещен только одним космическим кораблем, Вояджером 2, 25 августа 1989 года. Почти все, что мы знаем об этой планете, мы знаем благодаря этой экспедиции.

То, что орбита Плутона настолько эксцентрическая, что иногда пересекает орбиту Нептуна, делает Нептун наиболее отдаленной от Солнца планетой в течение нескольких лет.

По своему составу Нептун подобен Урану: различные "льды" и горная порода с небольшим количеством гелия и приблизительно 15% водорода. Как и Уран, Нептун не имеет отчетливого внутреннего иерархического строения, а скорее более или менее однороден по составу. Но, вероятно, внутри него находится малое ядро из скалистого материала. Его атмосфера по большей части состоит из водорода и гелия с небольшим количеством метана.

Синий цвет Нептуна - результат поглощения красного света метаном в верхних слоях атмосферы.

Как на любой газовой планете, на Нептуне дуют ветры с очень высокими скоростями. Ветры Нептуна самые быстрые в солнечной системе, их скорость достигает 2000 км/час.

Подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун имеет внутренний источник теплоты - он излучает вдвое больше энергии, чем получает от Солнца. Во время полета Вояджера наиболее выдающейся особенностью Нептуна было Большое Темное Пятно(слева) в южном полушарии. Его размер составлял приблизительно половину размера Большого Красного Пятна Юпитера (размер диаметра Земли). Ветер, дующий на поверхности Нептуна, перемещал Большое Темное Пятно в западном направлении со скоростью 300 метров в секунду (700 миль в час). Вояджер 2 также обнаружил меньшее темное пятно в южном полушарии и малое неправильное белое облако, которое проносилось вокруг Нептуна каждые 16 часов, известное сейчас под названием "Скутер" (справа). Природа его остается загадкой.

Однако наблюдения Нептуна 1994 года (слева) показывают, что Большое Темное Пятно исчезло! Оно или просто рассеилось, или постоянно скрыто под атмосферой. Несколькими месяцами позже было обнаружено новое темное пятно в северном полушарии Нептуна. Это указывает на то, что атмосфера Нептуна изменяется быстро, возможно, из-за небольших изменений в разностях температур между верхними и нижними слоями облаков.

М и н и с т е р с т в о   о б р а з о в а н и я   Р Ф

Г и м н а з и я   №   3 8Р е ф е р а т  н а  т е м у:“П л а н е т ы  г и г а н т ы”.

Выполнил ученик

Погорелов А.

Белгород 2002

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1.     Ю п и т е р2.     С а т у р н3.     У р а н4.     Н е п т у н

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Интернет страница “Астрономические новости”

www.coolreferat.com

Доклад - Планеты-гиганты - Астрономия

МАЭП

Институт экономики

Современные концепции естествознания

ТЕМА:

Планеты-гиганты

Абрамов Павел Викторович

I курс

группа ЭМД-1-2000

Преподаватель:

Баранов Роберт Иванович

Москва 2001

Далеко за орбитой Марса(самой дальней от Солнца планеты земнойгруппы) и главным поясом астероидов мы встречаем четырех гигантов: Юпитер,Сатурн, Уран и Нептун. Их часто обсуждают вместе, и во многих отношениях этологично, хотя пара Юпитер — Сатурн сильно отличается от пары Уран — Нептун, икаждая планета обладает собственными уникальными характеристиками. РазумеетсяЮпитер является крупнейшей планетой, и кто-то даже сказал, что солнечнаясистема состоит из Солнца, Юпитера и кучки прочего мусора. Но к другим планетамне стоит относиться свысока: даже Уран, наименее массивный из этой четверки,весит в 14 раз больше Земли.

Юпитер.

Юпитер — это планета-гигант,которая содержит в себе более 2/3 массы всей нашей планетной системы. МассаЮпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше, чем у Земли. Средняяплотность Юпитера 1330 кг/м[БАИ1] 3, что сравнимо с плотностьюводы и в четыре раза меньше, чем плотность Земли. Видимая поверхность планеты в120 раз превосходит площадь Земли, но застроить Юпитер землянам не удастся: онпредставляет собой гигантский шар из водорода, практически его химическийсостав совпадает с солнечным. Юпитер формировался в толстой и самой плотнойчасти протопланетного облака. Именно сюда, в эту часть первичного облака,“выметались” давлением солнечных лучей все легкие летучие вещества, вособенности водород и гелий. Именно благодаря этой густой “питательной среде”Юпитер вырос в гиганта.

Юпитер быстро вращается.Из-за действия центробежных сил планета заметно  расплющилась, и  ее полярный  радиус  стал на 4400 км меньше экваториального, равного 71400 км. Магнитное полеЮпитера в 12 раз сильнее земного — компас там будет работать отменно, толькосеверный конец стрелки будет направлен на юг.

Юпитер, названный в честьверховного олимпийского божества, является настоящим великаном по планетарныммеркам, но никак не “звездой-неудачницей”, как ранее предполагалось. Обычнаязвезда сияет из-за ядерных реакций, происходящих глубоко внутри нее. Для запускагелиево-водородной реакции температура должна достигать 10 000 000о, но Юпитер, не смотря на своиразмеры, все же в тысячу раз меньше солнца, и температура в его ядре не можетпревышать 50 000о(возможно, 30 000обудет более точной оценкой). Этого совершенно недостаточно для начала ядернойреакции; чтобы Юпитер стал звездой, его масса должна увеличиться, по меньшеймере, в десятки раз.

Возле Юпитера побывало пятьамериканских космических аппаратов серии “Вояджер” и “Пионер”. В декабре 1995г.до него долетела межпланетная станция “Галилео”, которая стала первымискусственным спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.

Совершим и мы небольшоемысленное путешествие в глубь Юпитера.

Атмосфера. Когда давление атмосферы Юпитера достигнет давления земной атмосферы,остановимся и осмотримся. наверху видно обычное голубое небо, вокруг клубятсягустые белые облака сконденсированного аммиака. На этой высоте температуравоздуха достигает -100оС.

Красноватая окраска частиюпитерианских облаков говорит о том, что здесь много сложных химическихсоединений. Разнообразные химические реакции в атмосфере инициируются солнечнымультрафиолетовым излучением, мощными разрядами молний (гроза на Юпитере должнабыть впечатляющим зрелищем!), а также теплом, идущим из недр планеты.

Атмосфера Юпитера кромеводорода (87%) и гелия (13%) содержит малые количества метана, аммиака,водяного пара, фосфорина, пропана и много других веществ. Здесь трудноопределить из-за каких веществ юпитерианская атмосфера приобрела оранжевыйцвет.

Следующий ярус облаковсостоит из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония при температуре-10о С. Водяной пар и кристаллыводы образуют более низкий ярус облаков при температуре 20о С и давлением в несколькоатмосфер — почти над самой поверхностью океана Юпитера.

Толщина атмосферного слоя, вкотором возникают все эти удивительные облачные структуры, — 1000 км.

Темные полосы и светлыезоны, параллельные экватору, соответствуют атмосферным течениям разногонаправления (одни отстают от вращения планеты, другие его опережают). Скоростиэтих течений — до 100 м/с. На границе разнонаправленных течений образуютсягигантские завихрения.

Особенно впечатляет БольшоеКрасное Пятно — колоссальный атмосферный  вихрь   эллиптической   формы  размером   около  15 х  30 тыс. километров. Когда он возник — неизвестно, но в наземные телескопы он наблюдается уже 300 лет. Этот антициклониногда почти исчезает, а затем появляется вновь. Очевидно, он родственникземных антициклонов, но из-за своих размеров гораздо более долгоживущий.

“Вояджеры”, посланные кЮпитеру провели тщательный анализ облаков, подтвердивший уже имевшуюся модельвнутреннего строения планеты. Стало совершенно ясно, что Юпитер представляетсобой мир хаоса: там бушуют нескончаемые бури с громами и молниями, кстатиКрасное Пятно является частью этого хаоса. А на ночной стороне планеты“Вояджеры” зарегистрировали многочисленные зарницы.

Океан.Юпитерианский океан состоит из главного на планете элемента — водорода. Придостаточном высоком давлении водород превращается в жидкость. Вся поверхностьЮпитера под атмосферой — это огромный океан сжиженного молекулярного водорода.

Какие волны возникают вокеане жидкого водорода при сверхплотном ветре со скоростью 100 м/с? Вряд липоверхность водородного моря имеет четкую границу: при больших давлениях на нейобразуется газожидкая водородная смесь. Это выглядит как непрерывное “кипение”  всей поверхности юпитерианского океана.Падение в него кометы в 1994 г. вызвало исполинское цунами многокилометровойвысоты.

По мере погружения в океанЮпитера на протяжении 20 тыс. километров быстро увеличиваются давление и температура.На расстоянии  46  тыс. км.  от  центра Юпитера  давление  достигает 3 млн. атмосфер, температура 11 тыс. градусов. Водород не выдерживает высокогодавления и переходит в жидкое металлическое состояние.

Ядро.Погрузимся еще на 30 тыс. км., во второй океан Юпитера. Ближе к центрутемпература достигает 30 тыс. градусов, а давление 100 млн. атмосфер: здесьрасполагается небольшое (“всего” в 15 масс Земли!) ядро планеты, которое вотличие от океана состоит из камня и металлов. Ничего в этом удивительного вэтом нет — ведь и Солнце содержит примеси тяжелых элементов. Ядросформировалось в результате слипания частиц, состоявших из тяжелых химическихэлементов. Именно с него и началось образование планеты.

Спутники Юпитера и его кольцо. Сведения о Юпитере и его спутниках существеннопополнились благодаря пролету возле планеты нескольких автоматическихкосмических аппаратов. Общее число известных спутников подскочило с 13 до 16.Двое из них — Ио и Европа — размером с нашу Луну, а другие две — Ганимед иКаллисто — превзошли по диаметру ее в полтора раза.

Владения Юпитера довольнообширны: восемь внешних спутников настолько удалены от него, что их нельзя былобы наблюдать с самой планеты невооруженным глазом. Происхождение спутниковзагадочно: половина из них движется вокруг Юпитера в обратную сторону (посравнению с обращением других 12 спутников и направлением суточного вращениясамой планеты).

Спутники Юпитера — этоинтереснейшие миры, каждый со своим “лицом” и историей, которые открылись намтолько в космическую эру.

Благодаря космическимстанциям “Пионер”, получила непосредственное подтверждение прежняя мысль осуществовании вокруг Юпитера разряженного газо-пылевого кольца наподобиезнаменитого кольца Сатурна.

Основное кольцо Юпитераотстоит от планеты на один радиус и простирается в ширину на 6 тыс. км. и имееттолщину в 1 км. Один из спутников обращается по внешней кромке этого кольца.Однако еще ближе к планете, почти достигая ее облачного слоя, располагаетсясистема значительно менее плотных “внутренних” колец Юпитера.

Увидеть кольцо Юпитера сЗемли практически не возможно: оно очень тонкое и постоянно повернуто кнаблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости егоорбиты.

Сатурн.

Следующим по порядку отСолнца идет Сатурн — возможно, самый красивый объект в ночном небе. Сатурнпредставляется невооруженному глазу звездой 1-й звездной величины, онзначительно слабее по блеску, чем Венера, Юпитер и Марс. Его тусклый свет,имеющий матово-белый оттенок, а также очень медленное движение по небу создалипланете дурную славу, и рождение под знаком Сатурна считалось недобрымпредзнаменованием.

По размеру и массе Сатурнуступает лишь Юпитеру. Хотя он имеет тот же основной состав, но есть некоторыеважные отличия.

Общая плотность Сатурна,ниже чем даже плотность воды, поэтому несмотря на 95-кратное превосходство вразмерах над Землей, сила тяготения на поверхности Сатурна лишь в 1,2 разабольше. Сама поверхность газообразна, и главным ее компонентом является водород,а остальная часть атмосферы в основном состоит из гелия. Под облаками находятсяглубинные слои жидкого водорода и, наконец, силикатное ядро размером немногобольше Земли. Температура внутри ядра может достигать 15 000о, но во внешних слояхоблаков она опускается до -180оС. Пояса, вихри, ореолы и яркие зоны видны даже вмаленький телескоп, но они хуже выражены, чем на Юпитере, и конечно, на Сатурненет ничего похожего на Красное пятно. Эти образования не отличаются нидлительностью существования ни регулярностью появления. В целом строениеСатурна во многом напоминает строение Юпитера.

Планета обладает магнитнымполем, гораздо более сильным, чем земное, но далеко не таким мощным, как уЮпитера.

В телескоп средней силыхорошо заметно, что шар Сатурна сильно сплюснут у полюсов — еще сильнее, чемЮпитер. Это объясняется тем, что планета быстро вращается и под действиемцентробежных сил она приняла такую форму.

Период вращения Сатурнавокруг своей оси — всего 10 ч 16 мин., а период обращения вокруг Солнца 29,46года. Наклон оси составляет почти 27о к перпендикуляру, что больше, чем у Юпитера, амагнитная ось и ось вращения почти совпадают.

Редкие выбросы в атмосфереСатурна имеют формы белых точек. Два таких выброса были отмечены в нынешнемстолетии: один в 1933 году, а другой в 1990 году. Оба выброса были хорошозаметны и продолжались в течение длительного времени. Несомненно, они  были следствием мощных атмосферных процессов,происходивших под  облачным слоемСатурна.

Кольца Сатурна. В июле 1610 г. Галилео Галилей опубликовалзашифрованное сообщение такого содержание: “Отдаленнейшую из планет наблюдалтройною”. “Отдаленнейшею из планет” тогда считали Сатурн, а его кольцавыглядели в телескопе Галилея двумя туманными пятнами по краям планеты.

Предположение, что планетаокружена кольцом, высказал в 1655 г. голландец Христиан Гюйгенс. Поначалу егогипотеза вызвала ожесточенную критику со стороны ортодоксов.

Кольца Сатурна всегдабудоражили воображение ученых своей уникальной формой. Интересно, что фактразделения колец Сатурна на отдельные узкие кольца предсказал еще в 1755 г.немецкий философ Иммануил Кант, основываясь на своих остроумных теоретическихрассуждениях.

Плоскость экватора Сатурна,его колец и спутниковой системы наклонена к плоскости земной орбиты более чемна 26о. Это создает благоприятныевозможности для наблюдения колец Сатурна.

С земли хорошо различимы трикольца — A, B и С — разной яркости. Внешний радиус колец Сатурна равен 137 тыс.километров. Довольно широкое деление Кассини разделяет кольца А и Вчерной полосой. Менее заметно деление Энке вблизи внешнего края колец. Названыэти деления в честь своих открывателей.

Если “перепрыгнуть” черезполтора миллиарда километров, отделяющих нас от Сатурна, и взглянуть на кольцас расстояния 100-200 тыс. километров, то окажется, что они расслаиваются натысячи колечек. Ну, а если приблизиться к кольцам вплотную, то они окончательнопотеряют для нас свою монолитность и превратятся в огромное количествоотдельных “спутничков” Сатурна — частиц из обычного водяного льда самой разнойвеличины. Сами кольца чрезвычайно тонки: около 10-20 м. толщиной.

Если приподняться надплоскостью колец, то можно увидеть бесконечное снежное поле. Внутри неговозвышается гигантское полушарие Сатурна, освещенное Солнцем. Основная частьсистемы сатурианских колец имеет ширину 60 тыс. километров (на этом полеуместятся сотни таких планет, как Земля). Но вот равномерная гладкость колецнарушается и они изгибаются волнами высотой в несколько сот метров. Эторезультат гравитационного влияния спутника. Когда солнце стоит низко надплоскостью колец, лучи его падают на верхушки этих колоссальных “гор”, а долиныостаются в тени. Подобную картину запечатлели “Вояджеры” во время своего полетавозле Сатурна. Именно так скользили солнечные лучи по поверхности колец в1995 г., когда кольца Сатурна земляне видели с ребра.

Спутники. К 1995 г. у Сатурна было известно 22 спутника, которые названы в честьгероев античных мифов о титанах и гигантах. Почти все эти тела светлые исостоят преимущественно из водяного льда. Их плотность 1200 -1400 кг/м3 (за исключением Титана). Унаиболее крупных спутников формируется внутреннее каменистое ядро.

Большинство спутников, кромеГипериона и Фебы, имеет синхронное собственное вращение — они повернуты кСатурну всегда одной стороной (как Луна по отношению к Земле). Информации овращении самых мелких спутников нет. Ученые считают, что у Сатурна есть ещенеоткрытые маленькие спутники, в том числе и на самом краю его спутниковойимперии.

Уран.

В XVIII в. границейСолнечной системы считался Сатурн, известный с незапамятных времен. Никому и вголову не приходило, что за ним скрывается еще одна, неведомая планета.13 марта 1781г. новую планету — Уран — открыл музыкант и выдающийсяконструктор астрономических телескопов из Англии, Уильям Гершель, до этогосовершенно неизвестный в астрономическом мире.

Заметив в свой телескопсветлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил оботкрытом небесном теле профессиональным астрономам в Гринвич. Довольно быстровыяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу.

После открытия Урана Гершельстал широко известен, был избран членом Лондонского королевского общества иполучил должность придворного астронома. За последующие 40 лет он сделалмножество замечательных открытий, в частности впервые наблюдал два крупнейшихспутника Урана  и два спутника Сатурна.Но главным его открытием все-таки остался Уран, вдвое расширивший границыизвестной Солнечной системы.

Когда о Земле говорят“голубая планета” — это ласковое преувеличение. Основная ее политра включаетбелый (облака, льды), желто-коричневый (суша) и свинцово-серый (океан) цвета.По-настоящему голубой планетой оказался далекий Уран!

Причина этого кроется всоставе атмосферы Урана и ее температуре. При морозе (-218оС) в верхних слояхводородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствуетметановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые изеленые. Поэтому Уран и приобрел красивый аквамариновый цвет.

Типичные для Юпитера иСатурна белые аммиачные облака на Уране сформировались в нижних слоях атмосферыи поэтому не видны. Лишь на низких широтах было замечено несколько светлыхоблаков. По их движению скорость ветра на больших высотах оценивалась в 100м/с. Никаких других структур на однородном диске Урана не найдено — всеатмосферные течения скрыты метановой дымкой.

В верхней атмосфере Урананаблюдаются различные “электросияния”, подобные земным полярным сияниям. Ихвызывают потоки элементарных частиц (протонов, электронов), бомбардирующихгазовую оболочку планеты. Сияния подобного рода типичны для планет-гигантовиз-за их сильного магнитного поля.

У Урана почти такое жесильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычная:магнитный полюс откланяется от географического на 60о. Так что компас там небудет указывать на географический полюс. А самая примечательная особенностьэтой планеты заключается в том, что она вращается “лежа на боку” (даже слегка“вниз головой”): наклон ее оси вращения 98о.

Уран получает почти в 400раз меньше света, чем наша планета. Для чувствительного человеческого глаза этосоответствует освещенности неба на земле сразу после захода Солнца, в началесумерок. Для сравнения можно добавить, что освещенность в 1000 раз больше, чемв ясную ночь полнолуния на Земле.

Под газовой оболочкойтолщиной около 8 тыс. километров (треть радиуса планеты!) должен располагатьсяплотный океан из воды, аммиака и метана с температурой поверхности 2200оС. Атмосферное давление науровне океана — 200 тыс. земных атмосфер. В отличие от Сатурна и Юпитера наУране нет металлического водорода, и аммиачно-метаново-водная оболочка толщиной10 тыс. километров переходит в центральное железно-каменное ядро из твердыхпород. Температура там достигает 7 000оС, а давление — 6 млн. атмосфер.

Кольца Урана и его спутники. Как и любая планета-гигант у Урана тоже естьспутники и свое кольцо.

Кольца открыли у планеты 10марта 1977 г., когда ожидалось покрытие диском Урана слабой звездочки 9-йзвездной величины. Но покрытие произошло на 40 минут раньше ожидаемого… Какпозже оказалось, причиной раннего покрытия оказались как раз те самые кольцаУрана, о которых ранее писал Гершель, но из-за не возможности подтвердитьсуществования колец, эта тема была закрыта.

Кольца Урана представляютсобой набор из девяти черных “паутинок”. Радиусы их орбит лежат в пределах 40 — 50 тыс. километров, а ширина лишь 1 — 10 км., и только внешнее кольцо в самойширокой части достигает 96 километров. Каждое кольцо шире всего в той части,которая наиболее удалена от планеты. Толщина же их, как колец Сатурна,исчисляется десятками метров. Частицы, из которых образованы кольца, достигаютв размерах несколько метров и отражают в среднем около трех процентов падающегона них света. Кольца обладают небольшой эллиптичностью и наклонением кэкваториальной плоскости Урана. Они имеют четкие края, и каждое кольцо движетсяпрактически как единое целое. В наиболее широких кольцах хорошо просматриваютсярадиальные структуры километровых масштабов.

Стабильность и узость колецсоздает немало проблем для астрономов. Быть может, возле Урана есть ещенеоткрытые спутники, вызвавшие образование таких странных колец? В 1985 г. былообнаружено, что расположение их подчиняется интересным резонанснымсоотношениям. Ученые выдвинули гипотезу, что между внешней границей колец иМирандой существует несколько неоткрытых спутников, и даже сумели предсказатьрадиусы орбит шести предполагаемых спутников в области 50 — 70 тыс. километровот планеты.

В январе 1986 г. “Вояджер-2”полетел мимо Урана и детально исследовал уже известные узкие кольца. Областьмежду плотными кольцами оказалась заполненной прозрачным слоем мелкой пыли. Этачерная пыль распределена неоднородно и образует ряд кольцевых структур.Неожиданно выяснилось, что верхняя атмосфера Урана простирается вплоть доколец, что приводит к быстрому торможению их частиц. Таким образом проблемапроисхождения и устойчивости колец оказалась очень сложной.

Про спутники хочу сказать,что у Урана их известно 15. Эта спутниковая система лежит в экваториальнойплоскости планеты, т.е. почти перпендикулярно к плоскости ее орбиты.

Два самых далеких спутника — Оберон и Титания. Это самые крупные спутники Урана диаметрами 1520 и 1580 км.соответственно. А также не отстают от них Умбриэль и Ариэль, диаметр  которых равен 1170 и 1160 км. соответственно.Возможно, что отправка в будущем автоматических космических станций к Уранупозволит собрать более подробную информацию о спутниках, но пока этозатруднительно в силу удаленности планеты от нас.

Нептун.

Открытие Нептуна было своегорода триумфом небесной механики: его присутствие в Солнечной системе сначала“вычислили” теоретики, и лишь после этого планету обнаружили на небе впредсказанном ими месте.

Наблюдение открытого в концеXVIII в. Урана, казалось, давали возможность создать точную теорию егодвижения, т.е. составить таблицы положений планеты в заранее определенныемоменты. Однако сделать это не удалось: в первые десятилетия XIX в. Уранупорно забегал вперед, а в последующие годы отставал от предвычисленныхположений. Пытаясь понять причину “плохого” поведения Урана, ученые пришли квыводу, что за ним находится еще одна планета Солнечной системы: она-то своимтяготением и сбивает его с “пути истинного”. Но чтобы найти эту неведомую планету,требовалось по отклонениям Урана от предвычисленных положений узнать характерее движения и положения на небе.

За решение этой труднойзадачи взялись двое молодых ученых — англичанин Джон Адамс и француз УрбанЛеверье. Оба они добились сходных результатов, но Адамсу не повезло: егорасчетам не поверили и наблюдений по существу не начали. Напротив, сразу послеполучения письма от Леверье, где сообщалось предполагаемое положениенеизвестной планеты, немецкий наблюдатель Иоганн Галле приступил к поискам. Ужена следующий день, 23 сентября 1846 г., он обнаружил светило, имеющее заметныйдиск, координаты которого отличались от координат известных звезд. Так, “накончике пера”, был открыт Нептун — восьмая большая планета Солнечной системы.

Нептун почти не меняет свойблеск, соответствующий примерно 8-й звездной величине. Так что планету можноувидеть в хороший бинокль, но нужно точно знать, где ее искать на небе. Ватмосфере Нептуна (как и Урана) меньше водорода и гелия, чем у Юпитера иСатурна, а его красивая синева связана с тем, что атмосферный метан эффективнопоглощает красные лучи. На Нептуне заметны пятна антициклонов. Самый крупный изних назван Большим Темным Пятном. Он украшен по краям белыми облаками; времякругооборота вещества в нем — 16 дней.

По строению и составу Нептунпохож на Уран. Весит он чуть больше, радиус его почти совпадает с радиусомУрана. Магнитное поле Нептуна сходно по силе с земным. Магнитный полюс планетыотстоит от географического на 47о.

Нептун медленно плыветвокруг Солнца по гигантскому кругу с радиусом в 30 раз большим, чем радиусорбиты Земли. До 1999 г. Нептун был самой крайней планетой Солнечнойсистемы, так как Плутон, двигаясь по орбите со значительным эксцентриситетом,находился внутри орбиты Нептуна.

Спутники. В октябре 1846 г. английский астроном-любитель Уильям Ласселл открыл уНептуна спутник — Тритон. Спутник оказался необычным: он движется в направлениипротивоположном вращению самой планеты. В Тритоне сосредоточена почти вся массаспутниковой системы Нептуна, а диаметр его равен 2700 км.

В 1949 г. американец ДжерардКойпер открыл вторую луну Нептуна диаметром 340 км. — Нереиду. Она тожепо-своему уникальна: у ее орбиты наибольший эксцентриситет среди спутниковСолнечной системы (0,75). Расстояние между Нереидой и Нептуном меняется в семьраз от перигея к апогею орбиты.

В последние годы удалосьразгадать тайну происхождения гигантского обратного спутника Нептуна.Компьютерные расчеты свидетельствуют: чем дольше образовывалась спутниковаясистема тем больше захватывала планета обратных частиц. Чем дальше она отстоитот Солнца, тем медленнее она формирует себя и свою спутниковую систему.Околопланетный диск возле Нептуна складывался так медленно, что обратнодвижущееся вещество стало доминировать, в нем и зародился огромный Тритон.

Кольца. Особая глава в истории исследований системы Нептуна посвящена егокольцам. После того как в 1977 г. по затмению звезды были обнаружены кольцаУрана, аналогичные наблюдения начали проводить для Нептуна. И действительно, всередине 80-х гг. ученые открыли у этой планеты кольца, но очень странные: онибыли не полными. Эти разорванные кольца стали называть дугами или арками.Вещество в них распределено неравномерно: плотность резко падает у концов дуги.Представить себе стабильное скопление частиц в одной части орбиты очень трудно.Ведь периоды обращения независимых частиц хоть немного, но отличаются, так чтовсе скопление должно постепенно растянуться вдоль орбиты и превратиться вкольцо.

Сложные расчеты позволилисделать вывод о том, что арки Нептуна представляют собой цепочки ранеенеизвестных науке эллиптических вихрей антициклонического типа, состоящих изтвердых частиц. Эти уникальные вихри названы эпитонами; они сложным образом взаимодействуют с ближайшимспутником (Галатеей) и между собой.

Список литературы:

1.Гребенников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. М“Наука” ,1984 г., 192 с.

2.Мур П. Астрономия с Патриком Муром (перевод с англ.) — М.: ФАИР-ПРЕСС,1999 г.-368 с.

3.Гурштейн А. А. Извечные тайны неба, М. “Наука”, 1981 г., 491 с.

4.Струве О., Линдс Б., Пилланс Э. Элементарная Астрономия (переводс англ.), М. “Наука”, 1967 г. 478 с.

5.Энциклопедия для детей, том 8. Астрономия., М “Аванта+”, 1997 г., с. 507 — 568.

PAGE# "'Стр: '#' '"   <a href="#_msoanchor_1" ">[БАИ1]

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат пороки древесины
• 
  Пороки древесины реферат
• 
  Реферат джордано бруно
• 
  Бруно джордано реферат
• 
  Реферат хронический бронхит
• 
  Реферат бронхит хронический
• 
  Реферат концепции маркетинга
• 
  Линней карл реферат
• 
  Карл линней реферат
• 
  Реферат грудное вскармливание
• 
  Грудное вскармливание реферат