Вопрос № 1. Планеты-гиганты. Плутон

Планеты-гиганты. Плутон.

Планеты-гиганты - планеты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун; расположены за пределами Главного пояса астероидов. Сравнительно с планетами земной группы они обладают большими размерами, массами, более низкой средней плотностью, химическим составом и строением, мощными атмосфе­рами, быстрым вращением и большим количеством спутников. Основными компонентами мощных атмосфер являются водород и гелий. Планеты-гиганты окружены кольцами, состоящими из твердых тел небольшого размера. Все эти характеристики убывают от Юпитера к Нептуну.

Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы, вместе взятые. Крупнейшая планета Солнечной системы - Юпитер - в 11 раз по диаметру и в 300 с лишним раз по массе больше, чем Земля. Все планеты-гиганты имеют мощные протяженные атмосферы, состоящие в основном из молекулярного водорода и содержащие также гелий (от 6 до 15% по объему), метан, аммиак, воду и некоторые другие соединения, в том числе более сложные. Сжатие этих планет, которое заметно даже на первый взгляд, вызвано их быстрым вращением вокруг оси. Характерно, что экваториальные области планет-гигантов вращаются быстрее, чем области, находящиеся ближе к полюсам. На Юпитере различие периодов вращения на разных широтах составляет около 6 мин, а на Сатурне превышает 20 мин.

Средняя плотность у планет-гигантов мала, меньше плотности Земли в 4 раза, а у Сатурна даже меньше плотности воды. Они представляют собой крупные газообразные тела с чрезвычайно мощными атмосферами, состоящими главным образом из водорода и гелия. По средней плотности и химическому составу планеты-гиганты, особенно Юпитер, схожи с Солнцем и другими звездами.

Все четыре планеты-гиганта, в отличие от планет земной группы, не имеют твердой наружной поверхности. Их видимая поверхность — это облака, плавающие в водородно-гелиевой атмосфере.

В атмосферах планет наблюдаются светлые и темные овальные образования. Наиболее известное из них — Большое Красное Пятно на Юпитере, наблюдающееся в течение трех веков. Большое Красное Пятно — огромный и очень устойчивый вихрь, аналог земных ураганов и циклонов.

Сила ветра в атмосферах планет-гигантов огромна: от 600 м/с на Нептуне и до 180 м/с на Юпитере, причем эти скорости увеличиваются с приближением к поверхности планет. Температура верхнего слоя облаков уменьшается с удалением планет от Солнца. Так, у Юпитера температура на уровне облаков составляет -133 °С, у Сатурна -170 °С, а у Урана и Нептуна достигает -215 °С.

Открытие Нептуна было своего рода триумфом небесной механики: его присутствие в Солнечной системе сначала вычислили теоретически, а затем обнаружили на небе в предсказанном месте. Плутон — это планета, наиболее удаленная от Солнца. Плутон был открыт в 1930 году. Находясь на среднем расстоянии 39,44 а. е. от Солнца, он совершает оборот по орбите за 247,7 года. Орбита Плутона имеет самый большой наклон среди планет к эклиптике (17°) и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу ближе, чем Нептун.

Американский астроном Джеймс Кристи в 1978 г. открыл у Плутона спутник, названный Хароном. Благодаря открытию спутника появилась возможность уточнить массу Плутона (1,3 · 10²² кг). Она оказалась меньше массы Земли в 460 раз, а Харон обладает массой в 7,2 раза меньшей, чем Плутон.

Диаметры Плутона и Харона соответственно составляют 2320 и 1270 км, а их средняя плотность — 2100 кг/м³. Это меньше плотности скальных пород, но вдвое больше плотности льда. Следует предположить, что эти небесные тела состоят из каменных пород и льда.

Планета вращается в обратную сторону относительно Земли. Периоды обращения Харона вокруг Плутона и вращения самой планеты совпадают и равны 6,4 суток.

Поверхность Плутона покрыта метановым льдом и поэтому имеет сероватый оттенок в отличие от красноватого Харона, на котором преобладают обычные скальные породы и водяной лед.

Таким образом, Плутон является самой маленькой среди больших планет. Кроме того, он (а не Земля) обладает самым массивным спутником (по отношению масс спутник/планета). Ледяной Плутон больше похож на далекую малую планету (астероид) или спутник внешней планеты, чем на полноценную планету. Плутон получил в 2006 году статус карликовой планеты.