Астрофизики обычно считали, что две планеты вращаются в соотношении 3: 2 — считалось, что на каждые три обращения Юпитера вокруг Солнца Сатурн отслеживает три обращения вокруг нашей родительской звезды.

Вместо этого, моделирование показало, что две планеты, более вероятно, находились в резонансе 2: 1, когда Юпитер дважды облетал Солнце за каждое путешествие, совершенное Сатурном.

Такие резонансы создают системы, очень похожие на ту, которую мы видим в наши дни — с небольшими планетами земной группы во внутренней солнечной системе, окруженными более крупными мирами.

Модели также показали, что орбиты Урана и Нептуна были частично сформированы гравитационным притяжением множества тел в поясе Койпера, находящемся на краю нашего семейства планет.

Ледяные планеты оставляют меня холодным

Еще одним сюрпризом стало свидетельство существования древнего мира ледяных гигантов, который когда-то существовал в нашей Солнечной системе, который давно покинул нашу семью планет.

Ледяные планеты-гиганты — это миры, намного больше Земли, в основном состоящие из элементов тяжелее водорода и гелия, включая серу, азот, углерод и кислород.Две ледяные планеты вращаются вокруг внешних границ нашей солнечной системы — Урана и Нептуна.

«В самом строгом смысле лед — это твердая форма воды. Однако планетные астрономы часто используют термин «лед» для обозначения твердой формы любой конденсируемой молекулы. Они, как правило, обладают высокой отражающей способностью, образуют облака и (в отличие от минералов) могут легко переключаться между жидким, твердым и газовым состояниями при относительно низких температурах. Замерзшая вода и углекислый газ («сухой лед») — самые известные льды на Земле, но метан, аммиак, сероводород и фосфин (Ph4) могут замерзать в атмосферах Урана и Нептуна », — говорит Эми Саймон, планетолог. в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, пишет для Планетарного общества.

Первая известная планета-ледяной гигант в другой солнечной системе была подтверждена в октябре 2014 года на расстоянии 25 000 световых лет от Земли. Этот мир, в четыре раза более массивный, чем Уран, вращается на таком же расстоянии, что и его более известный родственник.

Инструменты и методы, разработанные в этом исследовании, также могут помочь исследователям, наблюдающим за экзопланетами, вращающимися вокруг далеких звезд.

Эта статья была первоначально опубликована на The Cosmic Companion Джеймсом Мейнардом , основателем и издателем The Cosmic Companion.Он уроженец Новой Англии, превратившийся в пустынную крысу в Тусоне, где он живет со своей прекрасной женой Николь и котом Максом. Вы можете прочитать эту оригинальную статью здесь.

Astronomy News with The Cosmic Companion также доступен в виде еженедельного подкаста, который транслируется всеми основными поставщиками подкастов. Подключайтесь каждый вторник, чтобы быть в курсе последних новостей астрономии и интервью с астрономами и другими исследователями, работающими над раскрытием природы Вселенной.

ледяных гигантов — Universe Today

Вселенная — очень большое место, и мы занимаем очень маленький его уголок.Известная как Солнечная система, наша территория — это не только крошечная часть Вселенной, какой мы ее знаем, но также очень небольшая часть нашего галактического соседства (также известного как Галактика Млечный Путь). Когда доходит до дела, наш мир — всего лишь капля воды в бескрайнем космическом море.

Тем не менее, Солнечная система по-прежнему остается очень большим местом, наполненным изрядной долей загадок. И по правде говоря, только в относительно недавнем прошлом мы начали понимать его истинные масштабы.И когда дело доходит до его изучения, мы действительно только начинаем царапать поверхность.

Открытие:

За очень немногими исключениями, лишь немногие люди или цивилизации до эры современной астрономии признавали Солнечную систему такой, какой она была. Фактически, подавляющее большинство астрономических систем утверждали, что Земля была неподвижным объектом и что все известные небесные объекты вращались вокруг нее. Вдобавок они считали его принципиально отличным от других звездных объектов, которые они считали эфирными или божественными по своей природе.

Хотя некоторые греческие, арабские и азиатские астрономы в период античности и средневековья считали, что Вселенная имеет гелиоцентрическую природу (т.е. что Земля и другие тела вращаются вокруг Солнца), это было только после того, как Николай Коперник разработал свою математически предсказательную модель. гелиоцентрической системы в 16 веке, что она начала получать широкое распространение.

Галилей (1564–1642) часто показывал людям, как использовать свой телескоп для наблюдения за небом на площади Сан-Марко в Венеции.Обратите внимание на отсутствие адаптивной оптики. Кредит: общественное достояние

В 17 веке такие ученые, как Галилео Галилей, Иоганнес Кеплер и Исаак Ньютон, развили понимание физики, которое привело к постепенному признанию того, что Земля вращается вокруг Солнца. Развитие таких теорий, как гравитация, также привело к осознанию того, что другие планеты управляются теми же физическими законами, что и Земля.

Широкое распространение телескопа также привело к революции в астрономии.После того, как Галилей открыл спутники Юпитера в 1610 году, Кристиан Гюйгенс продолжил открытие, что у Сатурна также были спутники в 1655 году. Со временем также будут открыты новые планеты (такие как Уран и Нептун), а также кометы (например, Галлея). Комета) и Пояса астероидов.

К 19 веку три наблюдения, выполненные тремя отдельными астрономами, определили истинную природу Солнечной системы и ее место во Вселенной. Первый был сделан в 1839 году немецким астрономом Фридрихом Бесселем, который успешно измерил видимый сдвиг в положении звезды, созданный движением Земли вокруг Солнца (иначе.звездный параллакс). Это не только без сомнения подтвердило гелиоцентрическую модель, но и показало огромное расстояние между Солнцем и звездами.

В 1859 году Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф (немецкий химик и физик) использовали недавно изобретенный спектроскоп для исследования спектральной сигнатуры Солнца. Они обнаружили, что он состоит из тех же элементов, что и на Земле, тем самым доказав, что Земля и небо состоят из одних и тех же элементов.

С помощью метода параллакса астрономы наблюдают за объектом на противоположных концах орбиты Земли вокруг Солнца, чтобы точно измерить расстояние до него.Предоставлено: Александра Ангелич, NRAO / AUI / NSF.

Затем отец Анджело Секки — итальянский астроном и директор Папского григорианского университета — сравнил спектральную сигнатуру Солнца с характеристиками других звезд и обнаружил, что они практически идентичны. Это убедительно продемонстрировало, что наше Солнце состоит из тех же материалов, что и любая другая звезда во Вселенной.

Дальнейшие очевидные расхождения в орбитах внешних планет привели американского астронома Персиваля Лоуэлла к выводу, что еще одна планета, которую он назвал «Планетой X», должна находиться за Нептуном.После его смерти его обсерватория Лоуэлла провела поиск, который в конечном итоге привел к открытию Клайдом Томбо Плутона в 1930 году.

Также в 1992 году астрономы Дэвид К. Джуитт из Гавайского университета и Джейн Луу из Массачусетского технологического института обнаружили Транснептуновый объект (TNO), известный как (15760) 1992 QB1. Это окажется первым из новой популяции, известной как пояс Койпера, который, как уже предсказывали астрономы, должен существовать на краю Солнечной системы.

Дальнейшее исследование пояса Койпера на рубеже веков приведет к дополнительным открытиям.Открытие Эриды и других «плутоидов» Майком Брауном, Чадом Трухильо, Дэвидом Рабиновицем и другими астрономами привело бы к дебатам о Великой планете, где будут оспариваться политика МАС и соглашение об обозначении планет.

Состав и состав:

В центре Солнечной системы находится Солнце (звезда главной последовательности G2), которое затем окружено четырьмя планетами земной группы (Внутренние планеты), главным поясом астероидов, четырьмя газовыми гигантами (Внешние планеты), массивным полем. малых тел, простирающихся от 30 до 50 а.е. от Солнца (пояс Койпера).Затем система окружена сферическим облаком ледяных планетезималей (Облако Оорта), которое, как полагают, простирается на расстояние 100000 а.е. от Солнца в межзвездную среду.

Солнце содержит 99,86% известной массы системы, и его гравитация доминирует над всей системой. Большинство крупных объектов на орбите вокруг Солнца находятся около плоскости орбиты Земли (эклиптики), и большинство планет и тел вращаются вокруг нее в одном и том же направлении (против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса Земли).Планеты очень близки к эклиптике, тогда как кометы и объекты пояса Койпера часто находятся под большими углами к ней.

На четыре крупнейших орбитальных тела (газовые гиганты) приходится 99% оставшейся массы, вместе с Юпитером и Сатурном, составляющими более 90%. Остальные объекты Солнечной системы (включая четыре планеты земной группы, карликовые планеты, луны, астероиды и кометы) вместе составляют менее 0,002% общей массы Солнечной системы.

Солнце и планеты в масштабе.Предоставлено: иллюстрация Джуди Шмидт, карты текстур Бьорна Йонссона

Астрономы иногда неофициально делят эту структуру на отдельные области. Во-первых, это Внутренняя Солнечная система, в которую входят четыре планеты земной группы и пояс астероидов. Помимо этого, есть внешняя Солнечная система, в которую входят четыре газовых планеты-гиганта. Между тем, самые отдаленные части Солнечной системы считаются отдельным регионом, состоящим из объектов за пределами Нептуна (то есть транснептуновых объектов).

Большинство планет Солнечной системы обладают собственными вторичными системами, вращающимися вокруг планетных объектов, называемых естественными спутниками (или лунами). В случае с четырьмя планетами-гигантами есть также планетарные кольца — тонкие полосы крошечных частиц, которые вращаются вокруг них в унисон. Большинство крупнейших естественных спутников находятся в синхронном вращении, причем одна грань постоянно обращена к их родителю.

Солнце, которое составляет почти все вещество Солнечной системы, примерно на 98% состоит из водорода и гелия.Планеты земной группы Внутренней Солнечной системы состоят в основном из силикатных пород, железа и никеля. За пределами пояса астероидов планеты состоят в основном из газов (таких как водород, гелий) и льда, таких как вода, метан, аммиак, сероводород и углекислый газ.

Объекты, расположенные дальше от Солнца, состоят в основном из материалов с более низкими температурами плавления. Ледяные вещества составляют большинство спутников планет-гигантов, а также большую часть Урана и Нептуна (поэтому их иногда называют «ледяными гигантами») и многочисленные небольшие объекты, лежащие за орбитой Нептуна.

Вместе газы и лёд называются летучими веществами. Граница в Солнечной системе, за которой эти летучие вещества могут конденсироваться, известна как линия инея, которая находится примерно в 5 а.е. от Солнца. В пределах пояса Койпера объекты и планетезимали состоят в основном из этих материалов и горных пород.

Становление и эволюция:

Солнечная система сформировалась 4,568 миллиарда лет назад в результате гравитационного коллапса области внутри большого молекулярного облака, состоящего из водорода, гелия и небольшого количества более тяжелых элементов, слитых предыдущими поколениями звезд.Когда область, которая впоследствии стала Солнечной системой (известная как предсолнечная туманность), схлопнулась, сохранение углового момента заставило ее вращаться быстрее.

Центр, где собралась большая часть массы, становился все более горячим, чем окружающий диск. По мере того, как сжимающаяся туманность вращалась быстрее, она начала превращаться в протопланетный диск с горячей плотной протозвездой в центре. Планеты образовались в результате аккреции от этого диска, в котором пыль и газ гравитировали вместе и сливались, образуя все более крупные тела.

Из-за их более высоких температур кипения только металлы и силикаты могли существовать в твердой форме ближе к Солнцу, и в конечном итоге они образовали планеты земной группы Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Поскольку металлические элементы составляли лишь очень небольшую часть солнечной туманности, планеты земной группы не могли вырасти очень большими.

Напротив, планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) сформировались за пределами точки между орбитами Марса и Юпитера, где материал достаточно холодный, чтобы летучие ледяные соединения оставались твердыми (т.е. линия мороза).

Льдов, которые сформировали эти планеты, было больше, чем металлов и силикатов, которые сформировали внутренние планеты земной группы, что позволило им вырасти достаточно массивными, чтобы захватывать большие атмосферы из водорода и гелия. Остатки мусора, которые так и не стали планетами, собрались в таких регионах, как пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта.

В течение 50 миллионов лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно большими, чтобы начать термоядерный синтез.Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличивались до достижения гидростатического равновесия.

В этот момент Солнце стало звездой главной последовательности. Солнечный ветер от Солнца создал гелиосферу и унес оставшийся газ и пыль с протопланетного диска в межзвездное пространство, положив конец процессу формирования планет.

Планеты земной группы нашей Солнечной системы примерно относительных размеров. Слева направо: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Предоставлено: Лунно-планетарный институт

Солнечная система останется примерно такой, какой мы ее знаем сегодня, до тех пор, пока водород в ядре Солнца не будет полностью преобразован в гелий.Это произойдет примерно через 5 миллиардов лет и ознаменует конец жизни Солнца на главной последовательности. В это время ядро ​​Солнца схлопнется, и выделение энергии будет намного больше, чем в настоящее время.

Внешние слои Солнца расширятся примерно в 260 раз по сравнению с текущим диаметром, и Солнце станет красным гигантом. Ожидается, что расширяющееся Солнце испарит Меркурий и Венеру и сделает Землю непригодной для жизни по мере того, как обитаемая зона переместится на орбиту Марса. В конце концов, ядро ​​станет достаточно горячим для синтеза гелия, и Солнце какое-то время будет сжигать гелий, после чего ядерные реакции в ядре начнут затухать.

В этот момент внешние слои Солнца уйдут в космос, оставив белый карлик — чрезвычайно плотный объект, который будет иметь половину первоначальной массы Солнца, но будет размером с Землю. Выброшенные внешние слои сформируют так называемую планетарную туманность, вернув часть материала, из которого образовалось Солнце, в межзвездную среду.

Внутренняя Солнечная система:

Во внутренней части Солнечной системы мы находим «Внутренние планеты» — Меркурий, Венеру, Землю и Марс — названные так потому, что они вращаются по орбите ближе всего к Солнцу.Помимо близости, эти планеты имеют ряд ключевых отличий, которые отличают их от других планет Солнечной системы.

Для начала, внутренние планеты каменистые и земные, состоящие в основном из силикатов и металлов, тогда как внешние планеты — газовые гиганты. Внутренние планеты также расположены намного ближе друг к другу, чем их внешние аналоги Солнечной системы. На самом деле радиус всей области меньше расстояния между орбитами Юпитера и Сатурна.

Как правило, внутренние планеты меньше и плотнее, чем их коллеги, и имеют мало лун или колец, вращающихся вокруг них. Между тем внешние планеты часто имеют десятки спутников и колец, состоящих из частиц льда и камней.

Внутренние планеты земной группы состоят в основном из тугоплавких минералов, таких как силикаты, которые образуют их корки и мантию, и металлов, таких как железо и никель, которые образуют их ядра. Атмосфера трех из четырех внутренних планет (Венера, Земля и Марс) достаточно прочна, чтобы создавать погоду.Все они имеют ударные кратеры и тектонические особенности поверхности, такие как рифтовые долины и вулканы.

Из внутренних планет Меркурий — самая близкая к нашему Солнцу и самая маленькая из планет земной группы. Его магнитное поле составляет всего около 1% от земного, а его очень тонкая атмосфера означает, что днем ​​жарко (до 430 ° C) и замерзает ночью (до -187 ° C), потому что атмосфера не может ни то, ни другое. держать тепло внутри или снаружи. Он не имеет собственных спутников и состоит в основном из железа и никеля.Меркурий — одна из самых плотных планет Солнечной системы.

Венера, размер которой примерно такой же, как у Земли, имеет густую токсичную атмосферу, улавливающую тепло, что делает ее самой горячей планетой в Солнечной системе. Эта атмосфера на 96% состоит из углекислого газа, а также азота и некоторых других газов. Плотные облака в атмосфере Венеры состоят из серной кислоты и других коррозионных соединений при очень небольшом количестве воды. Большая часть поверхности Венеры отмечена вулканами и глубокими каньонами, самый большой из которых имеет длину более 6400 км (4000 миль).

Земля — ​​третья внутренняя планета, которую мы знаем лучше всего. Из четырех планет земной группы Земля является самой большой и единственной, на которой в настоящее время есть жидкая вода, необходимая для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Атмосфера Земли защищает планету от опасной радиации и помогает сохранять ценный солнечный свет и тепло, что также важно для выживания жизни.

Как и другие планеты земной группы, Земля имеет каменистую поверхность с горами и каньонами, а также ядро ​​из тяжелого металла.Атмосфера Земли содержит водяной пар, который помогает снизить дневную температуру. Как и Меркурий, у Земли есть внутреннее магнитное поле. А наша Луна, единственная, что у нас есть, состоит из смеси различных горных пород и минералов.

Марс, как он выглядит сегодня. Фото: NASA

Марс — четвертая и последняя внутренняя планета, также известная как «Красная планета» из-за окисления богатых железом материалов, образующих поверхность планеты. Марс также имеет некоторые из самых интересных особенностей ландшафта среди планет земной группы.К ним относятся самая большая гора в Солнечной системе (Olympus Mons), которая возвышается примерно на 21 229 м (69 649 футов) над поверхностью, и гигантский каньон под названием Valles Marineris, протяженностью 4000 км (2500 миль) и глубиной до 7 км (4 мили).

Большая часть поверхности Марса очень старая и заполнена кратерами, но есть и более новые в геологическом отношении области на планете. На марсианских полюсах есть полярные ледяные шапки, которые уменьшаются в размерах в течение марсианской весны и лета. Марс менее плотен, чем Земля, и имеет меньшее магнитное поле, что указывает на твердое ядро, а не на жидкое.

Тонкая атмосфера Марса заставила некоторых астрономов поверить в то, что когда-то существовавшая там поверхностная вода могла принять жидкую форму, но с тех пор испарилась в космос. На планете есть два небольших спутника — Фобос и Деймос.

Внешняя Солнечная система:

Внешние планеты (иногда называемые планетами-гигантами или газовыми гигантами) — это огромные планеты, окутанные газом, имеющие кольца и множество лун. Несмотря на свои размеры, без телескопов видны только два из них: Юпитер и Сатурн.Уран и Нептун были первыми планетами, обнаруженными со времен античности, и показали астрономам, что Солнечная система больше, чем считалось ранее.

Внешние планеты нашей Солнечной системы примерно относительных размеров. Слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Предоставлено: Лунно-планетарный институт

Юпитер — самая большая планета в нашей Солнечной системе и очень быстро вращается (10 земных часов) относительно своей орбиты вокруг Солнца (12 земных лет). Его плотная атмосфера в основном состоит из водорода и гелия и, возможно, окружает земное ядро ​​размером с Землю.На планете есть десятки лун, несколько слабых колец и Большое красное пятно — бушующий шторм, который длится по крайней мере последние 400 лет.

Сатурн наиболее известен своей выдающейся системой колец — семью известными кольцами с четко определенными делениями и промежутками между ними. Как туда попали кольца — один предмет расследования. У него также есть десятки лун. Его атмосфера состоит в основном из водорода и гелия, и он также быстро вращается (10,7 земных часа) относительно своего времени, чтобы сделать оборот вокруг Солнца (29 земных лет).

Уран был впервые обнаружен Уильямом Гершелем в 1781 году. День на планете занимает около 17 земных часов, а один оборот вокруг Солнца — 84 земных года. Его масса содержит воду, метан, аммиак, водород и гелий, окружающие скалистое ядро. У него десятки лун и слабая система колец. Единственным космическим кораблем, посетившим эту планету, был космический корабль Voyager 2 в 1986 году.

Нептун — далекая планета, которая содержит воду, аммиак, метан, водород и гелий и, возможно, ядро ​​размером с Землю.У него более десятка лун и шесть колец. Космический аппарат НАСА «Вояджер 2 » также посетил эту планету и ее систему к 1989 году во время своего прохождения через внешнюю часть Солнечной системы.

Сколько лун в Солнечной системе? Изображение предоставлено: NASA

Транснептуновый регион:

В поясе Койпера было обнаружено более тысячи объектов, и предполагается, что существует целых 100 000 объектов диаметром более 100 км. Учитывая их небольшой размер и большое расстояние от Земли, химический состав КБО очень трудно определить.

Однако спектрографические исследования, проведенные в регионе с момента его открытия, в целом показали, что его члены в основном состоят из льдов: смеси легких углеводородов (таких как метан), аммиака и водяного льда — состав, который они разделяют с кометами. Первоначальные исследования также подтвердили наличие широкого диапазона цветов среди KBO, от нейтрального серого до темно-красного.

Это говорит о том, что их поверхность состоит из широкого спектра соединений, от грязного льда до углеводородов.В 1996 году Роберт Х. Браун и др. получил спектроскопические данные по КА KBO 1993 SC, которые показали, что состав его поверхности очень похож на состав поверхности Плутона (а также спутника Нептуна Тритона) в том, что он содержит большое количество метанового льда.

Водяной лед был обнаружен в нескольких КБО, включая 1996 TO ₆₆ , 38628 Huya и 20000 Varuna. В 2004 году Майк Браун и др. определили наличие кристаллического водяного льда и гидрата аммиака на одном из крупнейших известных KBO, 50000 Quaoar.Оба эти вещества были бы разрушены за время существования Солнечной системы, что позволяет предположить, что Квавар был недавно вновь обнаружен либо из-за внутренней тектонической активности, либо из-за ударов метеоритов.

Удержание компании Плутона в поясе Койпера — это многие другие объекты, достойные упоминания. Квавар, Макемаке, Хаумеа, Оркус и Эрида — все большие ледяные тела в Поясе, и у некоторых из них даже есть собственные луны. Все они чрезвычайно далеки, но все же вполне достижимы.

Облако Оорта и самые дальние регионы:

Считается, что Облако Оорта простирается от 2000 до 5000 а.е. (0.03 и 0,08 св. Лет) до 50 000 а.е. (0,79 св. Лет) от Солнца, хотя по некоторым оценкам внешний край составляет 100 000 и 200 000 а.е. (1,58 и 3,16 св. Лет). Считается, что Облако состоит из двух областей — сферического внешнего Облака Оорта размером 20 000 — 50 000 а.е. (0,32 — 0,79 св. Лет) и дискообразного внутреннего Облака Оорта (или холмов) размером 2 000 — 20 000 а. Е. (0,03 — 0,32 св. Лет). .

Внешнее облако Оорта может содержать триллионы объектов размером более 1 км (0,62 мили) и миллиарды объектов размером 20 километров (12 миль) в диаметре.Его полная масса неизвестна, но — если предположить, что комета Галлея является типичным представлением внешних объектов Облака Оорта — ее совокупная масса составляет примерно 3 × 10 ²⁵ килограммов (6,6 × 10 ²⁵ фунтов), или пять Земель. .

Схема Солнечной системы, включая Облако Оорта, в логарифмическом масштабе. Предоставлено: NASA

На основании анализа прошлых комет, подавляющее большинство объектов Облака Оорта состоит из ледяных летучих веществ, таких как вода, метан, этан, окись углерода, цианистый водород и аммиак.Появление астероидов, предположительно происходящих из Облака Оорта, также побудило к теоретическим исследованиям, которые предполагают, что население на 1-2% состоит из астероидов.

По более ранним оценкам, его масса составляла 380 масс Земли, но более глубокие знания о распределении размеров долгопериодических комет привели к заниженным оценкам. Между тем масса внутреннего Облака Оорта еще не охарактеризована. Содержимое пояса Койпера и Облака Оорта известно как Транснептуновые объекты (TNO), поскольку орбиты объектов обоих регионов находятся дальше от Солнца, чем орбита Нептуна.

Исследование:

Нашим знаниям о Солнечной системе также очень помогло появление роботизированных космических аппаратов, спутников и роботизированных посадочных устройств. Начиная с середины 20-го века, в так называемую «космическую эру», пилотируемые и роботизированные космические корабли начали исследовать планеты, астероиды и кометы во Внутренней и Внешней Солнечной системе.

Все планеты Солнечной системы в разной степени посещались космическими кораблями, запущенными с Земли. Благодаря этим беспилотным миссиям люди смогли получить фотографии всех планет крупным планом.Что касается посадочных устройств и марсоходов, то испытания проводились на почвах и атмосферах некоторых из них.

Фотография российского техника, завершающего работу над Спутником-1, первым искусственным спутником человечества. Предоставлено: НАСА / Асиф А. Сиддики

Первым искусственным объектом, отправленным в космос, был советский спутник Sputnik 1 , который был запущен в космос в 1957 году, успешно вращался вокруг Земли в течение нескольких месяцев и собирал информацию о плотности верхних слоев атмосферы и ионосферы.Американский зонд Explorer 6 , запущенный в 1959 году, стал первым спутником, сделавшим снимки Земли из космоса.

Роботизированный космический корабль, совершающий облет, также предоставил значительную информацию об атмосфере, геологических особенностях и особенностях поверхности планеты. Первым успешным зондом, совершившим перелет к другой планете, был советский зонд Luna 1 , который пролетел мимо Луны в 1959 году. Программа Mariner привела к нескольким успешным планетным полетам, включая миссию Mariner 2 мимо Венеры в 1962 году. Миссия Mariner 4 мимо Марса в 1965 году и миссия Mariner 10 мимо Меркурия в 1974 году.

К 1970-м годам зонды были отправлены и к внешним планетам, начиная с миссии Pioneer 10 , пролетевшей мимо Юпитера в 1973 году, и визита Pioneer 11 к Сатурну в 1979 году. грандиозное путешествие к внешним планетам после их запуска в 1977 году, когда оба зонда прошли Юпитер в 1979 году и Сатурн в 1980-1981 годах. Вояджер-2 затем приблизился к Урану в 1986 году и Нептуну в 1989 году.

Запущенный 19 января 2006 года зонд New Horizons — первый искусственный космический корабль, исследующий пояс Койпера. Эта беспилотная миссия пролетела мимо Плутона в июле 2015 года. Если это окажется осуществимым, миссия также будет расширена для наблюдения за рядом других объектов пояса Койпера (KBO) в ближайшие годы.

начали отправляться на другие планеты Солнечной системы к 1960-м годам. Первым был советский спутник Luna 10 , который был отправлен на лунную орбиту в 1966 году.За этим последовало развертывание в 1971 году космического зонда Mariner 9 , который вращался вокруг Марса, и советского Venera 9 , который вращался вокруг Венеры в 1975 году.

Зонд Galileo стал первым искусственным спутником, вышедшим на орбиту внешней планеты, когда он достиг Юпитера в 1995 году, за ним последовал зонд Cassini – Huygens на орбите Сатурна в 2004 году. Меркурий и Веста были исследованы к 2011 году с помощью MESSENGER и Зонды Dawn , соответственно, с Dawn , выйдя на орбиту вокруг астероида / карликовой планеты Церера в 2015 году.

Первым зондом, приземлившимся на другое тело Солнечной системы, был советский зонд Luna 2 , который упал на Луну в 1959 году. С тех пор зонды приземлялись или ударялись о поверхность Венеры в 1966 году ( Venera 3 ), Марс в 1971 году ( Mars 3 и Viking 1 в 1976 году), астероид 433 Eros в 2001 году ( NEAR Shoemaker ) и спутник Сатурна Титан ( Huygens ) и комета Tempel 1 ( Deep Impact ). в 2005г.

Мозаика автопортрета Curiosity Rover, снятая камерой MAHLI, когда он сидит на плоских осадочных породах на обнажении «Джон Кляйн» в феврале.2013. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Marco Di Lorenzo / KenKremer

На сегодняшний день только два мира в Солнечной системе, Луну и Марс, были посещены мобильными вездеходами. Первым роботом-вездеходом, совершившим посадку на другую планету, был советский Луноход 1 , который приземлился на Луну в 1970 году. Первым на другую планету был Sojourner , который прошел 500 метров по поверхности Марса в 1997 году, а затем последовал за ним. Spirit (2004), Opportunity (2004) и Curiosity (2012).

Пилотируемые полеты в космос по-настоящему начались в 1950-х годах, и они были главным центром внимания как Соединенных Штатов, так и Советского Союза во время «космической гонки». Для Советов это приняло форму программы «Восток», которая предусматривала отправку пилотируемых космических капсул на орбиту.

Первый полет — Восток 1 — состоялся 12 апреля 1961 года и пилотировал советский космонавт Юрий Гагарин (первый человек, побывавший в космосе). 6 июня 1963 года Советы также отправили первую женщину — Валентину Терешвоку — в космос в рамках миссии Восток 6 .

В США был начат проект «Меркурий» с той же целью — вывести на орбиту пилотируемую капсулу. 5 мая 1961 года астронавт Алан Шепард отправился в космос на борту миссии Freedom 7 и стал первым американцем (и вторым человеком), отправившимся в космос.

После завершения программ «Восток» и «Меркурий» внимание стран и космических программ сместилось в сторону разработки двух- и трехместных космических аппаратов, а также развития длительных космических полетов и внекорабельной деятельности (EVA).

Отпечаток ботинка на лунной пыли от Аполлона 11. Предоставлено: NASA

Это приняло форму программ «Вошкод» и «Близнецы» в Советском Союзе и США соответственно. Для Советского Союза это включало разработку капсулы для двух-трех человек, тогда как программа Gemini была сосредоточена на развитии поддержки и опыта, необходимых для возможной пилотируемой миссии на Луну.

Эти последние усилия завершились 21 июля 1969 года миссией Apollo 11 , когда астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на Луну.В рамках программы «Аполлон» в течение 1972 года должно было произойти еще пять высадок на Луну, а сама программа привела к развертыванию многих научных пакетов на поверхности Луны и к возвращению на Землю образцов лунных пород.

После высадки на Луну акцент в космических программах США и СССР начал смещаться в сторону создания космических станций и многоразовых космических аппаратов. Для Советов это привело к появлению первых орбитальных космических станций с экипажем, предназначенных для научных исследований и военной разведки, известных как космические станции Салют и Алмаз .

Первой орбитальной космической станцией, на которой разместилось более одного экипажа, была космическая станция NASA Skylab , которая успешно обслуживала три экипажа с 1973 по 1974 год. Первым настоящим человеческим поселением в космосе была советская космическая станция Мир , которая постоянно была занята до десяти лет, с 1989 по 1999 год. Она была выведена из эксплуатации в 2001 году, а ее преемница, Международная космическая станция , с тех пор постоянно присутствует в космосе.

Спейс шаттл Columbia запускает свой первый рейс 12 апреля 1981 года.Предоставлено: NASA

Американский космический корабль «Шаттл», дебютировавший в 1981 году, стал единственным космическим кораблем многоразового использования, успешно совершившим несколько орбитальных полетов. Пять построенных шаттлов ( Atlantis, Endeavour, Discovery, Challenger, Columbia и Enterprise ) выполнили 121 полет, прежде чем были списаны в 2011 году.

За время своей эксплуатации два корабля были уничтожены в результате несчастных случаев. К ним относятся космический шаттл Challenger , который взорвался при взлете 1 января.28 декабря 1986 года — и космический шаттл Columbia , который распался во время входа в атмосферу 1 февраля 2003 года.

В 2004 году тогдашний США. Президент Джордж Буш объявил о концепции космических исследований, которая предусматривала замену стареющего шаттла, возвращение на Луну и, в конечном итоге, пилотируемый полет на Марс. Эти цели с тех пор поддерживались администрацией Обамы, и теперь они включают планы миссии по перенаправлению астероидов, когда робот буксирует астероид ближе к Земле, чтобы на него можно было установить пилотируемую миссию.

Вся информация, полученная в ходе пилотируемых и роботизированных миссий о геологических явлениях на других планетах, таких как горы и кратеры, а также об их сезонных метеорологических явлениях (например, облаках, пыльных бурях и ледяных шапках), привела к осознанию того, что другие планеты испытать во многом те же явления, что и на Земле. Кроме того, он также помог ученым многое узнать об истории Солнечной системы и ее формировании.

По мере того, как наше исследование Внутренней и Внешней Солнечной системы улучшалось и расширялось, наши правила классификации планет также изменились.Наша текущая модель Солнечной системы включает восемь планет (четыре земных, четыре газовых гиганта), четыре карликовые планеты и растущее число транснептуновых объектов, которые еще предстоит определить. Он также содержит и окружен бесчисленными астероидами и планетезималиями.

Учитывая его размеры, состав и сложность, детальное исследование нашей Солнечной системы заняло бы всю жизнь. Очевидно, что ни у кого нет такого времени, чтобы посвятить эту тему, поэтому мы решили скомпилировать многие статьи, которые у нас есть по этому поводу здесь, в Universe Today, на одной простой странице ссылок для вашего удобства.

По ссылкам ниже тысячи фактов о Солнечной системе. Приятного вам исследования .

Солнечная система:

Теории о Солнечной системе:

Спутники:

Ничего ЭКСТРЕМАЛЬНОГО !:

Вещи для солнечной системы:

Газовые и ледяные гиганты

Гигантские шары газа (и необычные «льды»)

Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун часто называют «Газовые гиганты.» По сути, это гигантские газовые шары по сравнению с Землей и другие три каменистые внутренние планеты или ледяные «карликовые планеты» (Астероиды Главного пояса Церера и Плутон и его ледяная луна Харон, которые также считаются большими Объекты пояса Эджворта-Койпера (EK)). Четыре планеты-гиганты состоят в основном из внешнего слоя молекулярный водород и гелий и гораздо более толстый слой металлического водород. Однако каждый может иметь маленькое твердое ядро ​​размером с от трех до 20 масс Земли в их центре.Иногда их называют «Юпитерианцы», потому что Сатурн, Уран и Нептун считаются очень похож на Юпитер («Юпитер» это вариант Юпитера на латыни).

Лунный и Планетарный институт,
Solar System Exploration,
NASA

Более крупные и гигантские иллюстрации.

Традиционные «Газовые гиганты»
Юпитер, и Сатурн —
в основном из водорода и
гелий, а так называемый
«Ледяные гиганты», Уран и
Нептун, иметь существенные
слои необычного «льда»
(еще газ гигантские интерьеры).

Уран и Нептун еще называют «Лед Гиганты «, хотя большая часть их льда под давлением, вероятно, находится в форма сверхкритический жидкости, а не льды, найденные на Земле и Марс (Хофштадтер и др., проект 2008 г.). Эти две планеты-гиганты, вероятно, имеют большие фракции кислорода, углерода, азота и серы — следующие самые распространенные элементы в Солнце и Солнце туманность после водорода и гелия — относительно Юпитера и Сатурна, как твердые вещества и газы, захваченные водяным льдом клатраты (Хофштадтер и др., проект 2008 г .; а также Ingersoll и др., 2005).Согласно некоторым планетным моделям, эти два планеты-гиганты могут иметь значительные слои «суперионический водный «лед под относительно мелкими водородом и гелием. атмосферы (в дополнение к «металлический лед », также обнаруженный у Юпитера и Сатурна), что могло бы объяснить их необычные неосесимметричные и недиполярные магнитные поля (Стэнли и Bloxham, 2006). Моделирование 1999 года и эксперимент в 2005 г. предположил, что вода может претерпеть фазовый переход на очень высокие давления и температуры ниже их тяжелых атмосферные конверты, где он ведет себя как твердый и жидкость, потому что молекулы воды ионизируются и ионы кислорода образуют «решетчатую кристаллическую структуру», которая ионы водорода протекают как жидкость с высокой скоростью (Дэйвид Сига, New Scientist , 2 сентября 2010 г .; Эмма Маррис, NatureNews , 22 марта 2005 г .; Редмер и др., 2010; Гончаров и др., 2005; а также Карваццони и др., 1999).

НАСА («пропущено» написано с ошибкой)

См. Анимацию орбиты эти внешние планеты вокруг Солнца,
с таблицей основных орбитальных и физических характеристик. Участок
в реальном времени Внешней Солнечной системы с указанием текущего положения планет
в пределах их орбит, а также комет, астероиды и связанные с ними объекты
также доступен из Малая планета Центр.

В несколько десятилетий назад «снизу вверх» или «ядро-аккреция» модель, изначальный диск из газа и пыли, который слился в планетезимали и образованные планеты и другие планетные тела были холоднее во внешней Солнечной системе, находясь намного дальше от развивающееся Солнце. В результате вода и другие вещества, которые существовали как летучие газы и жидкости во внутренней туманности. замороженный во льды и пополнивший массу дисковых материалов аккреция на большие протопланеты.Из-за большего массовая концентрация льда, доступного в пять раз больше, чем Расстояние Земля-Солнце (а.е.) от Солнца, эти протопланеты считаются чтобы они выросли намного быстрее и достигли большего размера, чем в более теплые, внутренние орбиты. Когда-то эти ледяные планетарные тела вырос до критического порогового размера где-то между пятью и десятью раз больше массы Земли, их гравитация стала настолько большой, что они начали закачивать большое количество газа прямо из окружает Солнечную туманность, образуя гигантские протопланеты.Ну наконец то, как это случилось с внутренними планетами, самая большая протопланета в каждый местный рой притягивал более мелкие, чтобы сформировать планеты. наблюдали во время столкновений, или выбросили их из оригинальные орбиты в Облако Оорта, межзвездное пространство или столкновения с другой Солнечной системой такие объекты, как Солнце.

Пэт Роулингс, НАСА

Иллюстрация большего размера.

Модель аккреции ядра описывает не удается
объясните, как у крупнейших газовых гигантов могло быть
быстро сформировался из протопланетного диска Солнца.

По словам астронома Алана П. Босс ( Astronomy , Октябрь 2006 г.), среди астрономов нет единого мнения о том, как крупнейшие газовые гиганты Солнечной системы (Юпитер и Сатурн) и даже более крупные, недавно обнаруженные внесолнечные планеты-гиганты возможно, сформировались. По принципу «сверху вниз» или «диск-нестабильность» модель, концентрации водорода протопланетного диска и газообразный гелий (который составляет большую часть его массы) может расти за счет вытягивания больше газа на себя за счет гравитационного притяжения.Следовательно, за несколько периодов обращения спиральные рукава могут образовываться и сталкиваться внутри диск, как в спиральных галактиках, в процессе убегания что приведет к скоплениям газа в течение тысячи лет. Если плотный amd достаточно прохладно, эти газовые сгустки быстро сжимаются и схлопываются в газовые гиганты протопланет, которые притягивают частицы пыли, которые падают в ядра планет. Между полярными крайностями модели сверху вниз и снизу вверх, однако у астрономов также есть разработаны гибридные механизмы, включающие элементы обоих модели (Алан П.Босс, 2007).

Алан П. Boss, DTM,
Институт Карнеги

Увеличенное компьютерное изображение.

Нестабильность диска может привести к
быстрое формирование спиральных рукавов и
коллапс газовых сгустков в гигантский
планеты (более).

8 января 2007 года астрономы с помощью НАСА Спитцер Спейс Telescope объявил о сборе доказательств того, что планеты-газовые гиганты образуются в течение первых 10 миллионов лет Жизнь звезды солнечного типа, или нет вообще.Они приходят к выводу, что газовый гигант формирование происходит относительно быстро после рождения звезды, так как продолжительность жизни звезд, подобных Солнцу, со спектральным классом около G2 составляет около 10 миллиардов лет. Эта гипотеза основана на поиске следы газа около 15 очень молодых звезд, похожих на Солнце, большинство из которых имеют возраст от 3 до 30 миллионов лет, где все, кажется, в газе остается менее 10 процентов массы Юпитера. их. Астрономы также подозревают, что орбитальное торможение вызвано обильным газ вокруг звезды также может иметь значение для подталкивания скалистый внутренний («земных») планет, таких как Земля, в относительно круглые орбиты по мере их формирования.Используя инфракрасный спектрометр Спитцера, астрономы искали относительно теплый газ во внутренних областях этих звездных систем в зоне, сравнимой с областью между Земля и Юпитер в Солнечной системе. Они также использовали наземные радиотелескопы для поиска более холодного газа во внешних областях эти системы, зона, сопоставимая с областью вокруг Сатурна и за гранью (Спитцер Новости релиз; а также Meyer et al, 2006). Их наблюдения были сделаны в рамках исследования наследия Спитцера. Программа, посвященная Формирование и эволюция Планетарные системы (FEPS).

Тим Пайл, SSC,
NASA

Изображение большего размера
новообразованных
газовый гигант около
10-миллионный год-
старая звезда типа Sol,
как предполагалось
Пайл с двумя лунами
и следы белого газа.

Недавние исследования
поддерживает теории
быстрого газового гиганта
формирование планеты
вокруг Солнца
звезды с достаточным количеством
газ (более).

По мере развития газовых гигантов их гравитационное притяжение начало беспокоить орбиты планетезималей внутреннего пояса EK. Нептун начался захватить множество ближайших планетезималей со своих орбит и передать их Уран, который затем передал многих к Сатурну и так далее к Юпитеру. Как таковой планетезимали двигались ближе к Солнцу на меньшие орбиты, каждая потерянная орбитальная энергия и угловой момент, которые были поглощены каждым проезжает газовый гигант.В результате Нептун, Уран и Сатурн начали двигаться наружу. Хотя Нептун сместился на 30%, однако Юпитер потерял орбитальную энергию, потому что он поглотил или выбросил приближающиеся планетезимали в зоне его досягаемости, поэтому его орбита могла сузиться примерно на два процента только по этой причине (Curtis Rist, Discover , сентябрь 2000 г .; а также Хан и Мальхотра, 2000).

Петр Шейрих
(Используется с разрешения)

Больше изображение.

Эксцентрические орбиты модели
Астероиды Хильды предполагают, что
Юпитер мог мигрировать
внутрь к Солнцу примерно на
0,45 AUs (см. орбита анимация
а также Франклин и др., 2004).

Согласно компьютерному моделированию, вдохновленному находкой «горячего» Планеты класса Юпитер, находящиеся на внутренних орбитах вокруг ближайших звезд, Собственный Юпитер Солнечной системы, возможно, сформировался на 10 процентов дальше от Солнце, чем сейчас, а затем закрутилось примерно на 0.45 австралийских долларов (70 миллионов километров или 44 миллиона миль) более чем на 100 000 лет, поскольку он потерял угловой момент, чтобы увлечься толстым пылевым диском что окружает молодых звезд. В Гранд Сценарий галса, Юпитер двинулся внутрь после формирования на 3,5 а.е. поселиться на время на орбите Марса расстояние 1,5 а.е. (до появления Красной планеты). Последующий истощение газа и пыли в этой области вокруг Солнечного диска, тем не менее, позволил Юпитеру мигрировать обратно к их 5.2 и Сатурн до примерно 7, а затем до 9,5 а.е. (НАСА и GSFC Новости релиз; SWRI Новости релиз; а также Уолш и др., 2011).

Тим Пайл, SSC, Калифорнийский технологический институт, JPL, NASA

Больше и гигантские иллюстрации (источник).

Миграция Юпитера в начале формирования
Солнечной системы истощила
количество околосолнечной пыли и газа на
Орбитальное расстояние Марса и способствовало
к его низкорослым размерам (более).

Подтверждающие доказательства этой миграции происходит из необычной группы из 700 или около того скалистых тел, известных как Хильда астероидов, которые обращаются вокруг Солнца три раза из каждых двух, сделанных Юпитер, подавляющее большинство которых имеют слегка удлиненную эллиптическую форму. орбиты, в то время как многие другие астероиды имеют почти круглые орбиты. Компьютерное моделирование (под руководством команды Фреда Франклина в Гарвард-Смитсоновский центр Astrophysics) указывают на то, что ранняя миграция Юпитера выбросили все астероиды прото-Хильды с круговыми орбитами из Солнечной системы и еще больше удлинил бы орбиты тех что осталось (Франклин и др., 2004).К счастью, пылевой диск Сола, вероятно, был тонким. по сравнению с теми звездами, которые увлекли своих внешних газовых гигантов в внутренние орбиты ближе, чем Меркурий, или к самим звездам, возмущение орбит любых развивающихся внутренних планет земной группы. Действительно, астроном Фил Армитидж предполагает, что миграция Юпитера также могла потревожили протопланетные тела внутренней Солнечной системы чтобы они чаще сталкивались, чтобы подстегнуть формирование и рост самой Земли.(Дополнительное обсуждение доступно на планетарный модели миграции из Филипп К. Армитаж и W.K.M. Райс, 2005 г. и Мацумура и др., 2006г.)

Что такое ледяные гиганты?

Ледяные гиганты — это массивные планеты, состоящие в основном из элементов тяжелее гелия и водорода, таких как сера, азот, углерод и кислород. Солнечная система состоит из двух ледяных гигантов, Урана и Нептуна, которые также являются двумя наиболее удаленными от Солнца планетами.Ледяные гиганты отличаются от газовых гигантов, а именно Юпитера и Сатурна, которые в основном состоят из газов, особенно водорода и гелия, и содержат очень небольшое количество более тяжелых элементов. В 1970-х годах Уран и Нептун также считались газовыми гигантами, наряду с Юпитером и Сатурном, после того как астрономы обнаружили, что две планеты в основном состоят из газообразных соединений. Однако в 1990-х годах было обнаружено, что ядра Нептуна и Урана состоят из ледяных соединений, и затем обе планеты были названы ледяными гигантами.Хотя сейчас Уран и Нептун известны как ледяные гиганты, астрономы считают, что обе планеты содержат сверхкритические водные океаны под облаками, которые составляют две трети их массы.

Характеристики ледяных гигантов

Ледяные гиганты — один из трех типов планет Солнечной системы, наряду с газовыми гигантами и планетами земной группы.Около 90% массы газовых гигантов состоит из гелия и водорода, а остальные 10% составляют небольшое каменное ядро. Ледяные гиганты состоят из серы, азота, углерода и кислорода. Эти элементы тяжелее водорода и гелия, и их больше всего во Вселенной. Водород составляет менее 20% массы ледяного гиганта, и ему не хватает глубины, необходимой для создания металлического водородного ядра под давлением.

Атмосфера Нептуна

Атмосфера Нептуна составляет от 5% до 10% его массы и создает давление в 100 000 раз больше, чем атмосфера Земли.Самая внешняя атмосфера состоит из 80% водорода и 19% гелия со следами метана. Поглощение света метаном создает синий оттенок, связанный с Нептуном. Атмосфера планеты делится на две части: тропосфера, где температура понижается с высотой; и стратосфера, где температура увеличивается с высотой.

Атмосфера Урана

Атмосфера Урана состоит из гелия и водорода, и эти газы занимают внешнюю атмосферу планеты.Метан составляет менее 3% его атмосферы и отвечает за синий цвет, связанный с Ураном. Атмосфера Урана делится на три слоя: нижнюю и плотную тропосферу; стратосфера; и самая удаленная термосфера.

Погода на ледяных планетах-гигантах

Нептун имеет самые быстрые ветры в Солнечной системе, достигающие скорости 1300 миль в час.Тепло, производимое ядром, разгоняет ветры с огромной скоростью, создавая штормы, видимые из верхних слоев атмосферы. Уран также выделяет тепло, но в меньшей степени, чем Нептун. Атмосфера планеты кажется спокойной, но ветер дует со скоростью 560 миль в час.

1. Дом
2. Среда
3. Что такое ледяные гиганты?

Что такое планеты «газовый гигант» и «ледяной гигант»? Почему они так называются?

Наша Вселенная — это невероятно обширное пространство, которое содержит миллиарды небесных тел, и даже тогда большая часть космического пространства полностью пуста! В нашей солнечной системе, например, 8 планет: Меркурий — ближайшая к Солнцу и горячая как ад.Есть также Венера, самая яркая планета в солнечной системе, а также Земля, «голубая планета» — единственная планета, на которой существует жизнь, и наш драгоценный дом. Есть также «красная планета», называемая Марсом, где астронавты надеются когда-нибудь найти жизнь. Мы нашли там воду, так что, кажется, мы куда-то добираемся!

вверху (Юпитер и Сатурн) внизу (Уран и Нептун)

Однако за этими внутренними планетами есть четыре более крупные планеты, известные как « Giant Planets », очевидно названные потому, что они массивнее по сравнению с другими четырьмя планеты.Эти четыре гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Гигантские планеты также называются « планетами Юпитера». Термин «Юпитер» происходит от имени Юпитера, царя богов в римской мифологии, а также от раннего имени Юпитера. Поэтому Джовиан описывает другие планеты-гиганты как подобные Юпитеру. Все планеты Юпитера также когда-то были известны как « газовых гигантов», , но Уран и Нептун позже были классифицированы как « ледяных гигантов ».

Почему эти планеты называют газовыми гигантами и ледяными гигантами?

Что такое газовые гиганты?

Газовый гигант может быть классифицирован как планета, первоначальный состав которой состоит из газов, таких как водород и гелий, с небольшим скалистым ядром.Газовые гиганты нашей Солнечной системы — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты известны как планет Юпитера . Они были названы так в первую очередь потому, что это планеты, следующие за Юпитером и лежащие во внешних регионах Солнечной системы, за Марсом и поясом астероидов.

Юпитер и Сатурн значительно больше по массе, чем Нептун и Уран. Они также различаются по составу газов.

Юпитер (слева) и Сатурн

Первый и самый большой газовый гигант в нашей Солнечной системе — это Юпитер, радиус с радиусом почти в 11 раз больше Земли.В настоящее время у него 50 спутников и еще 17 спутников, ожидающих подтверждения от НАСА.

Планета в основном состоит из водорода, метана, аммиака и гелия, окружающих ядро ​​из камня и льда. Предполагается, что большая часть ядра состоит из жидкого металлического водорода, который создает вокруг него большое магнитное поле.

Вторая по величине газовая планета — Сатурн, , что примерно в девять раз больше радиуса Земли. Первой отличительной особенностью Сатурна являются его большие кольца, формирование которых остается загадкой для научного сообщества.У Сатурна 53 спутника, еще девять ожидают подтверждения от НАСА. Сатурн также содержит похожий на Юпитер состав, который состоит из водорода и гелия, а также ядро, идентичное Юпитеру.

Уран (слева) и Нептун

Приближаясь к третьей газовой планете, мы получаем Урана, радиус примерно в четыре раза больше, чем у Земли. Необычность Урана заключается в том, что он вращается набок, а его вращение — назад; единственная другая планета, которая поворачивает в этом направлении, — это Венера.По данным НАСА, на планете 27 лун, а состав атмосферы Урана состоит из водорода, гелия и аммония.

Последняя газовая планета в нашей солнечной системе — это Нептун, , радиус которого также в четыре раза больше, чем у Земли. У него есть 13 подтвержденных естественных спутников и один ожидает подтверждения от НАСА. По данным НАСА, атмосфера Нептуна такая же, как и у Урана.

Как образовались газовые гиганты?

Среди астрономов распространено мнение о том, что сначала они были каменистыми и ледяными, как и планеты земной группы.Планеты земной группы похожи на Землю с твердой внешней поверхностью из камня и металла.

Однако размер этих ядер был относительно большим по сравнению с размером нашей родной планеты. Эти массивные ядра были способны гравитационно притягивать газы, такие как водород и гелий. Это явление произошло, когда Солнце конденсировалось и было окружено большим количеством водорода и гелия. Такие планеты, как Юпитер и Сатурн, смогли захватить достаточное количество водорода и гелия до того, как Солнце сформировалось и сдул это первоначальное облако.

Поскольку планеты, подобные Урану и Нептуну, имели меньшие ядра (по сравнению с Юпитером и Сатурном) и имели орбиты дальше от Солнца, они не могли захватывать большую часть водорода и гелия, присутствующих в Солнечной системе. Это одно из наиболее правдоподобных объяснений того, почему Уран и Нептун меньше Юпитера и Сатурна. Даже если сравнить процентное содержание Урана и Нептуна в атмосфере с Юпитером и Сатурном, можно заметить, что атмосфера (Урана и Нептуна) более загрязнена и имеет более высокую концентрацию метана и аммония.

Название «газовый гигант» было придумано в 1952 году писателем-фантастом Джеймсом Блишом для обозначения всех планет-гигантов. Четыре планеты-гиганта представляют собой огромные газовые шары, которые сильно отличаются от Земли и других трех каменистых внутренних планет. Газовые гиганты в основном состоят из газов, таких как водород и гелий, и гораздо более толстого слоя металлического водорода, а также расплавленного твердого ядра.

В отличие от каменистых планет, газовые гиганты не имеют четко определенной поверхности, и нет четкой границы между концом атмосферы и началом поверхности.Другими словами, вы не смогли бы приземлиться на этих планетах , так как их атмосферы просто постепенно становятся плотнее к ядру, возможно, с жидкими или похожими на жидкость состояниями где-то посередине.

До 1990 года существовало четыре газовых планеты-гиганта, но в 1990-х годах было обнаружено, что Уран и Нептун состоят из разных веществ, чем Сатурн и Юпитер. На данный момент в нашей Солнечной системе всего два газовых гиганта — Сатурн и Юпитер. Уран и Нептун теперь известны как «ледяные гиганты».

Что такое ледяные гиганты?

Ледяные гиганты — это массивные планеты, состоящие в основном из веществ, которые тяжелее гелия и водорода. Ледяные гиганты, Уран и Нептун, в основном состоят из кислорода, азота, углерода и серы — следующих по распространенности элементов на Солнце после водорода и гелия.

И Уран, и Нептун лишены глубокой металлической водородной мантии, которая есть на Юпитере и Сатурне, и в основном это лед, который не имеет глубокой водородной мантии.В результате эти величественные планеты известны как ледяные гиганты, , чтобы отличить их от газовых гигантов: Юпитера и Сатурна.

Чем больше мы узнаем о космосе и нашей Солнечной системе, тем ближе мы к пониманию того, как мы пришли к существованию на этой планете. Это медленный процесс, и иногда приходится менять имена, но в конце концов оно того стоит!

Текущие исследования газовых гигантов

Юпитер

Если говорить о текущем сценарии исследования этих планет, то наиболее примечательным из них, который мы можем начать, является космический корабль «Юнона», который достиг Юпитера в 2016 году.Юнона в настоящее время изучает кольца планеты, что до сих пор было трудным, потому что кольца были визуально гораздо более тонкими на расстоянии по сравнению с Сатурном. Юнона также заметила, что на Юпитере присутствует полярное сияние, но причиной этого являются частицы, отличные от тех, что мы обнаружили на Земле. Он также сделал прорывные открытия частиц снега, присутствующих в высотных облаках.

(Фото предоставлено NASA / Wikimedia Commons)

Saturn

Когда дело доходит до Сатурна, Cassini Project тщательно изучал особенности Сатурна с 2004 года до окончательного закрытия проекта в 2017 году.Однако данные, которые собрал Кассини, все еще анализируются и изучаются по сей день. В конце своей миссии «Кассини» смог наблюдать гравитационные и магнитные поля Сатурна, что дало ученым совершенно новый взгляд на то, как формировались эти кольца. В конце концов, он погрузился в Юпитер, что дало нам еще больше подробностей о его атмосферном составе.

Уран

Когда дело доходит до Урана, надвигающиеся на нем бури являются предметом пристального изучения и наблюдения как профессиональных астрономов, так и астрономов-любителей.Ученые также глубоко заинтересованы в изучении структуры его колец и дальнейшем исследовании точного состава атмосферы Урана. У Урана также есть много троянских астероидов, которые были обнаружены в 2013 году. Троянские астероиды — это те астероиды, которые находятся на одной орбите с планетой.

Нептун

Когда мы смотрим на последнюю газовую планету, Нептун, ее штормы являются основным предметом изучения. Работа телескопа Хаббла дала нам прекрасное понимание этих штормов, и в последнее время они, кажется, утихают.В настоящее время ученые пытаются создать модель, которая могла бы объяснить возникновение и рассеяние этих бурь.

Статьи по теме

Статьи по теме

В заключение мы можем заявить, что, хотя мы получили существенное представление об этих газообразных планетах, у них все еще есть определенные аспекты, требующие дальнейшего научного исследования, которое способствовало бы нашему целостному пониманию их.

Газовый (и ледяной) гигант Нептун

Нептун — восьмая планета от нашего Солнца, один из четырех газовых гигантов и одна из четырех внешних планет нашей Солнечной системы. После «понижения» Плутона МАС до статуса карликовой планеты — и / или Плутона и объекта пояса Койпера (KBO) — Нептун теперь считается самой дальней планетой в нашей Солнечной системе.

Нептун, как одна из планет, которую нельзя увидеть невооруженным глазом, не открыли до относительно недавнего времени.А учитывая расстояние, вблизи его наблюдали только один раз — в 1989 году космическим зондом «Вояджер-2». Тем не менее то, что мы узнали об этом газовом (и ледяном) гиганте в то время, многое нам научило о внешней Солнечной системе и истории ее образования.

Открытие и наименование:

Открытие Нептуна происходило только в 19 веке, хотя есть свидетельства того, что его наблюдали вскоре. Например, рисунки Галилея от 28 декабря 1612 г. и 27 января 1613 г. содержали нанесенные точки, которые, как теперь известно, совпадают с положениями Нептуна в эти даты.Однако в обоих случаях Галилей, похоже, принял это за звезду.

1821, французский астроном Алексис Бувар опубликовал астрономические таблицы орбиты Урана. Последующие наблюдения выявили существенные отклонения от таблиц, что привело Бувара к гипотезе о том, что неизвестное тело нарушает орбиту Урана посредством гравитационного взаимодействия.

В 1843 году английский астроном Джон Кауч Адамс начал работу по орбите Урана, используя данные, которые у него были, и произвел несколько различных оценок орбиты планеты в последующие годы.В 1845–1846 годах Урбен Леверье, независимо от Адамса, разработал свои собственные расчеты, которыми он поделился с Иоганном Готфридом Галле из Берлинской обсерватории. Галле подтвердил присутствие планеты в координатах, указанных Леверье 23 сентября 1846 года.

Объявление об открытии вызвало споры, поскольку ответственность за это взяли на себя Леверье и Адамс. В конце концов, международный консенсус пришел к выводу, что и Леверье, и Адамс совместно заслуживают похвалы. Однако повторная оценка историками в 1998 году соответствующих исторических документов привела к выводу, что Леверье несет более непосредственную ответственность за открытие и заслуживает большей доли признательности.

Претендуя на право открытия, Леверье предложил назвать планету его именем, но это встретило ожесточенное сопротивление за пределами Франции. Он также предложил название Нептун, которое постепенно было принято международным сообществом. Это было в значительной степени потому, что это соответствовало номенклатуре других планет, все из которых были названы в честь божеств из греко-римской мифологии.

Размер, масса и орбита:

Нептун со средним радиусом 24 622 ± 19 км является четвертой по величине планетой Солнечной системы и в четыре раза больше Земли.Но с массой 1,0243 × 10 ²⁶ кг, что примерно в 17 раз больше, чем у Земли, это третий по массе, опережающий Уран. Планета имеет очень небольшой эксцентриситет 0,0086 и вращается вокруг Солнца на расстоянии 29,81 а.е. (4,459 x 10 ⁹ км) в перигелии и 30,33 а.е. (4,537 x 10 ⁹ км) в афелии.

Нептун совершает один звездный оборот за 16 часов 6 минут 36 секунд (0,6713 дня) и за 164,8 земных года на один оборот вокруг Солнца.Это означает, что один день длится 67% от продолжительности Нептуна, тогда как год эквивалентен примерно 60 190 земным дням (или 89 666 нептуновым дням).

Поскольку наклон оси Нептуна (28,32 °) аналогичен наклону оси Земли (~ 23 °) и Марса (~ 25 °), планета испытывает аналогичные сезонные изменения. В сочетании с длительным орбитальным периодом это означает, что времена года длятся сорок земных лет. Также из-за того, что его наклон оси сравним с земным, является тот факт, что изменение длины дня в течение года не более экстремально, чем на Земле.

Орбита Нептуна также оказывает сильное влияние на регион, расположенный непосредственно за его пределами, известный как пояс Койпера (также известный как «Транснептуновый регион»). Во многом так же, как гравитация Юпитера доминирует над поясом астероидов, формируя его структуру, гравитация Нептуна доминирует над поясом Койпера. За время существования Солнечной системы некоторые области пояса Койпера были дестабилизированы гравитацией Нептуна, создав пробелы в структуре пояса Койпера.

В этих пустых регионах также существуют орбиты, на которых объекты могут выжить в течение возраста Солнечной системы.Эти резонансы возникают, когда орбитальный период Нептуна составляет точную долю периода обращения объекта — это означает, что они составляют часть орбиты для каждой орбиты, совершаемой Нептуном. Самый густонаселенный резонанс в поясе Койпера, насчитывающий более 200 известных объектов, — это резонанс 2: 3.

Объекты в этом резонансе совершают 2 витка на каждые 3 части Нептуна и известны как плутино, потому что среди них находится самый большой из известных объектов пояса Койпера, Плутон. Хотя Плутон регулярно пересекает орбиту Нептуна, резонанс 2: 3 гарантирует, что они никогда не смогут столкнуться.

Нептун имеет ряд известных троянских объектов, занимающих точки Лагранжа Солнца – Нептуна L4 и L5 — области гравитационной устойчивости, ведущие и замыкающие Нептун на его орбите. Некоторые трояны Нептуна необычайно стабильны на своих орбитах и, скорее всего, скорее сформировались вместе с Нептуном, чем были захвачены.

Состав:

Из-за своего меньшего размера и более высокой концентрации летучих веществ по сравнению с Юпитером и Сатурном Нептун (как и Уран) часто называют «ледяным гигантом» — подклассом планеты-гиганта.Как и Уран, внутренняя структура Нептуна различается между каменным ядром, состоящим из силикатов и металлов; мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда; и атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана.

Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов, внутренняя модель дает ему массу примерно в 1,2 раза больше массы Земли. Давление в центре оценивается в 7 Мбар (700 ГПа), что примерно в два раза выше, чем в центре Земли, и при температурах до 5400 К.На глубине 7000 км условия могут быть такими, что метан разлагается на кристаллы алмаза, которые падают вниз, как град.

Мантия эквивалентна 10-15 массам Земли и богата водой, аммиаком и метаном. Эту смесь называют ледяной, хотя она представляет собой горячую плотную жидкость, и иногда ее называют «водно-аммиачным океаном». Между тем, атмосфера составляет от 5% до 10% своей массы и простирается от 10% до 20% пути к ядру, где достигает давления около 10 ГПа — или примерно в 100000 раз больше, чем у атмосферы Земли.

Возрастающие концентрации метана, аммиака и воды обнаруживаются в нижних слоях атмосферы. В отличие от Урана, в составе Нептуна больше объем океана, а у Урана мантия меньше.

Атмосфера:

На больших высотах атмосфера Нептуна состоит на 80% из водорода и на 19% из гелия с небольшим количеством метана. Как и в случае с Ураном, это поглощение красного света атмосферным метаном является частью того, что придает Нептуну его синий оттенок, хотя Нептун более темный и яркий.Поскольку содержание метана в атмосфере Нептуна аналогично содержанию метана в Уране, считается, что некоторые неизвестные атмосферные составляющие способствуют более интенсивной окраске Нептуна.

Атмосфера Нептуна подразделяется на две основные области: нижнюю тропосферу (где температура уменьшается с высотой) и стратосферу (где температура увеличивается с высотой). Граница между ними, тропопауза, проходит при давлении 0,1 бар (10 кПа). Затем стратосфера уступает место термосфере при давлении ниже 10 ^{± 5} до 10 ^{± 4} микробар (от 1 до 10 Па), которая постепенно переходит в экзосферу.

Нептуна предполагают, что его нижняя стратосфера является туманной из-за конденсации продуктов, вызванных взаимодействием ультрафиолетового излучения и метана (то есть фотолиза), в результате чего образуются такие соединения, как этан и этин. В стратосфере также содержатся следы окиси углерода и цианистого водорода, которые ответственны за то, что стратосфера Нептуна теплее, чем стратосфера Урана.

По причинам, которые остаются неясными, термосфера планеты испытывает необычно высокие температуры около 750 К (476,85 ° C / 890 ° F). Планета находится слишком далеко от Солнца, чтобы это тепло могло генерироваться ультрафиолетовым излучением, что означает, что задействован другой механизм нагрева, которым может быть взаимодействие атмосферы с ионами в магнитном поле планеты или гравитационные волны из недр планеты, которые рассеиваются в атмосфера.

Поскольку Нептун не является твердым телом, его атмосфера подвергается дифференциальному вращению.Широкая экваториальная зона вращается с периодом около 18 часов, что медленнее, чем 16,1-часовое вращение магнитного поля планеты. Напротив, обратное верно для полярных регионов, где период вращения составляет 12 часов.

Это дифференциальное вращение является наиболее выраженным среди всех планет Солнечной системы и приводит к сильному сдвигу ветра по широте и сильным штормам. Все три самых впечатляющих были обнаружены в 1989 году космическим зондом «Вояджер-2», а затем названы в зависимости от их внешнего вида.

Первым был замечен массивный антициклонический шторм размером 13 000 x 6600 км, напоминающий Большое красное пятно Юпитера. Эта буря, известная как Большое темное пятно, не была обнаружена пятью позже (2 ноября 1994 г.), когда ее искал космический телескоп Хаббл. Вместо этого в северном полушарии планеты был обнаружен новый шторм, очень похожий по внешнему виду, что позволяет предположить, что продолжительность жизни этих штормов короче, чем у Юпитера.

Скутер — еще один шторм, группа белых облаков, расположенная южнее Большого Темного Пятна.Это прозвище впервые возникло за несколько месяцев до встречи с «Вояджером-2» в 1989 году, когда группа облаков двигалась со скоростью, превышающей Большое темное пятно.

Маленькое темное пятно, южный циклонический шторм, был вторым по интенсивности штормом, наблюдавшимся во время столкновения 1989 года. Сначала было совершенно темно; но когда «Вояджер-2» приблизился к планете, образовалось яркое ядро, которое можно было увидеть на большинстве изображений с самым высоким разрешением.

Спутники:

Нептун имеет 14 известных спутников, все из которых, кроме одного, названы в честь греческих и римских божеств моря (S / 2004 N 1 в настоящее время не назван).Эти спутники делятся на две группы — обычные и неправильные — в зависимости от их орбиты и близости к Нептуну. Регулярные спутники Нептуна — Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Лариса, S / 2004 N 1 и Протей — наиболее близки к планете и следуют по круговым, прямолинейным орбитам, лежащим в экваториальной плоскости планеты.

Они находятся на расстоянии от 48 227 км (Наяда) до 117 646 км (Протей) от Нептуна, и все, кроме двух крайних (S / 2004 N 1 и Протей), вращаются вокруг Нептуна медленнее, чем его орбитальный период, равный 0.6713 дн. Основываясь на данных наблюдений и предполагаемой плотности, эти спутники имеют размер и массу от 96 x 60 x 52 км и 1,9 x 10 ¹⁷ кг (Наяда) до 436 x 416 x 402 км и 50,35 x 10 ¹⁷ кг (Proteus ).

Считается, что все внутренние луны Нептуна, за исключением Ларисы и Протея (которые в основном имеют округлую форму), имеют удлиненную форму. Их спектры также указывают на то, что они сделаны из водяного льда, загрязненного каким-то очень темным материалом, вероятно, органическими соединениями.В этом отношении внутренние спутники Нептуна похожи на внутренние спутники Урана.

Нерегулярные спутники Нептуна состоят из оставшихся спутников планеты (включая Тритон). Обычно они движутся по наклонным эксцентрическим и часто ретроградным орбитам вдали от Нептуна. Единственным исключением является Тритон, который вращается близко к планете по круговой орбите, хотя и ретроградной и наклонной.

В порядке удаленности от планеты спутники неправильной формы — это Тритон, Нереида, Халимед, Сан, Лаомедея, Несо и Псамат — группа, которая включает как прямые, так и ретроградные объекты.За исключением Тритона и Нереиды, неправильные спутники Нептуна похожи на спутники других планет-гигантов и, как полагают, были захвачены Нептуном гравитационно.

С точки зрения размера и массы спутники неправильной формы относительно постоянны: от примерно 40 км в диаметре и от 4 x 10 ¹⁶ кг массы (Псамате) до 62 км и 16 x 10 ¹⁶ кг для Халимеда.Тритон и Нереида — необычные спутники неправильной формы, поэтому их рассматривают отдельно от других пяти неправильных спутников Нептуна. Между этими двумя и другими спутниками неправильной формы были отмечены четыре основных различия.

Прежде всего, это два самых больших известных спутника неправильной формы в Солнечной системе. Сам Тритон почти на порядок больше, чем все другие известные спутники неправильной формы, и составляет более 99,5% всей массы, известной на орбите Нептуна (включая кольца планеты и тринадцать других известных спутников).

Во-вторых, у них обоих нетипично маленькие большие полуоси, причем Тритон более чем на порядок меньше, чем у всех других известных неправильных спутников. В-третьих, у них обоих необычный эксцентриситет орбиты: у Нереиды одна из самых эксцентричных орбит среди всех известных нерегулярных спутников, а орбита Тритона представляет собой почти идеальный круг. Наконец, у Нереиды самый низкий наклон из всех известных неправильных спутников

При среднем диаметре около 2700 км и массе 214080 ± 520 x 10 ¹⁷ кг, Тритон является самой большой из лун Нептуна и единственной, достаточно большой для достижения гидростатического равновесия (т.е. имеет сферическую форму). На расстоянии 354 759 км от Нептуна он также находится между внутренним и внешним лунами планеты.

Triton движется по ретроградной и квазикруглой орбите и состоит в основном из азота, метана, углекислого газа и водяного льда. С геометрическим альбедо более 70% и альбедо Бонда до 90%, он также является одним из самых ярких объектов в Солнечной системе. Поверхность имеет красноватый оттенок из-за взаимодействия ультрафиолетового излучения и метана, вызывающего образование толинов.

Тритон также является одним из самых холодных спутников Солнечной системы с температурой поверхности около 38 К (-235,2 ° C). Однако из-за того, что Луна геологически активна (что приводит к криовулканизму) и колебаниям температуры поверхности, вызывающим сублимацию, Тритон является одной из двух лун в Солнечной системе, которые имеют значительную атмосферу. Как и его поверхность, эта атмосфера состоит в основном из азота с небольшими количествами метана и окиси углерода и имеет расчетное давление около 14 нанобар.

Тритон имеет относительно высокую плотность около 2 г / см. ³ указывает на то, что камни составляют около двух третей его массы, а оставшуюся треть — это лед (в основном водяной лед). Также может быть слой жидкой воды глубоко внутри Тритона, образующий подземный океан. Особенности поверхности включают большую южную полярную шапку, старые покрытые кратерами плоскости, пересеченные грабенами и уступами, а также юношеские черты, вызванные эндогенным обновлением поверхности.

Из-за своей ретроградной орбиты и относительной близости к Нептуну (ближе, чем Луна к Земле), Тритон группируется с неправильными спутниками планеты (см. Ниже). Кроме того, считается, что это захваченный объект, возможно, карликовая планета, которая когда-то была частью пояса Койпера. В то же время эти орбитальные характеристики являются причиной того, что Тритон испытывает приливное замедление. и в конечном итоге будет закручиваться внутрь и столкнуться с планетой примерно через 3,6 млрд лет.

Нереида — третий по величине спутник Нептуна.У него прямая, но очень эксцентричная орбита, и считается, что это бывший обычный спутник, который был рассеян на его текущую орбиту из-за гравитационных взаимодействий во время захвата Тритона. На его поверхности спектроскопически обнаружен водяной лед. Нереида показывает большие, неправильные изменения в своей видимой величине, которые, вероятно, вызваны принудительной прецессией или хаотическим вращением в сочетании с удлиненной формой и яркими или темными пятнами на поверхности.

Кольцевая система:

Нептун имеет пять колец, все из которых названы в честь астрономов, сделавших важные открытия на планете — Галле, Леверье, Ласселя, Араго и Адамса. Кольца состоят не менее чем на 20% из пыли (некоторые из них содержат до 70%), а остальная часть материала состоит из небольших камней. Кольца планеты трудно увидеть, потому что они темные, различаются по плотности и размеру.

Кольцо Галле было названо в честь Иоганна Готфрида Галле, первого человека, который увидел планету в телескоп; и на 41 000–43 000 км, это ближайшее из колец Нептуна.Кольцо Ла Верье — очень узкое, шириной 113 км — названо в честь французского астронома Урбена Леверье, соучредителя планеты.

На расстоянии от 53 200 до 57 200 км от Нептуна (что дает ему ширину 4 000 км) кольцо Лассела является самым широким из колец Нептуна. Это кольцо названо в честь Уильяма Лассела, английского астронома, который открыл Тритон всего через семнадцать дней после открытия Нептуна. Кольцо Араго находится в 57 200 километрах от планеты и менее 100 километров в ширину.Эта секция кольца названа в честь Франсуа Араго, наставника Леверье и астронома, который играл активную роль в споре о том, кто заслужил признание за открытие Нептуна.

Внешнее кольцо Адамса было названо в честь Джона Кача Адамса, которому приписывают со-открытие Нептуна. Хотя кольцо узкое, всего 35 километров в ширину, оно является самым известным из пяти благодаря своим дугам. Эти дуги соответствуют областям в кольцевой системе, где материал колец сгруппирован в комок, и являются наиболее яркими и наиболее легко наблюдаемыми частями кольцевой системы.

Хотя кольцо Адамса имеет пять дуг, три самых известных — дуги «Свобода», «Равенство» и «Братство». Ученые традиционно не могли объяснить существование этих дуг, потому что, согласно законам движения, они должны равномерно распределять материал по кольцам. Однако теперь строномы подсчитали, что дуги обретают свою текущую форму гравитационными эффектами Галатеи, которая находится как раз внутрь от кольца.

Кольца Нептуна очень темные и, вероятно, состоят из органических соединений, которые были изменены из-за воздействия космического излучения. Это похоже на кольца Урана, но сильно отличается от ледяных колец вокруг Сатурна. Похоже, они содержат большое количество пыли микрометрового размера, по размеру схожей с частицами в кольцах Юпитера.

Считается, что кольца Нептуна относительно молодые — намного моложе возраста Солнечной системы и намного моложе колец Урана.В соответствии с теорией о том, что Тритон был КБО, захваченным гравитацией Нептуна, они, как полагают, являются результатом столкновения между некоторыми из первоначальных лун планеты.

Разведка:

Зонд «Вояджер-2» — единственный космический корабль, когда-либо побывавший на Нептуне. Наиболее близкое сближение космического корабля с планетой произошло 25 августа 1989 года на расстоянии 4800 км (3000 миль) над северным полюсом Нептуна. Поскольку это была последняя крупная планета, которую мог посетить космический корабль, было решено совершить близкий пролет над спутником Тритон — аналогично тому, что было сделано во время встречи «Вояджера-1» с Сатурном и его спутником Титаном.

Космический корабль почти столкнулся с луной Нереидой, прежде чем 25 августа приблизился к атмосфере Нептуна на расстояние 4400 км, а затем в тот же день прошел близко к самому большому спутнику планеты Тритону. Космический корабль подтвердил существование магнитного поля, окружающего планету, и обнаружил, что поле смещено от центра и наклонено так же, как поле вокруг Урана.

Период вращения Нептуна был определен с использованием измерений радиоизлучения, и «Вояджер-2» также показал, что Нептун имел удивительно активную метеорологическую систему. Во время пролета было обнаружено шесть новых лун, и было показано, что планета имеет более одного кольца.

Хотя никаких полетов к Нептуну в настоящее время не планируется, было предложено несколько гипотетических миссий. Например, НАСА предполагает, что возможная флагманская миссия состоится где-то в конце 2020-х или начале 2030-х годов.Другие предложения включают в себя возможный «орбитальный аппарат» Нептун с зондами «в стиле Кассини-Гюйгенса, который был предложен еще в 2003 году.

Еще одно, более недавнее предложение НАСА касалось Арго — космического корабля, который будет запущен в 2019 году и посетит Юпитер, Сатурн, Нептун и объект пояса Койпера.В центре внимания будут Нептун и его самый большой спутник Тритон, который будет исследован около 2029 года.

Нептун с его ледяно-голубым цветом, жидкой поверхностью и волнистыми погодными условиями был назван в честь римского бога моря. И, учитывая его удаленность от нашей планеты, еще многое предстоит узнать о нем. В ближайшие десятилетия можно только надеяться, что миссия к внешней Солнечной системе и / или поясу Койпера будет включать пролет Нептуна.

Ссылка : Газовый (и ледяной) гигант Нептун (14 сентября 2015 г.) получено 9 апреля 2021 г. с https: // физ.org / новости / 2015-09-газ-лед-гигант-нептун.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Ледяной гигант, поставивший на место Юпитер и Сатурн »Космический спутник

Как Юпитер и Сатурн оказались там, где они находятся сегодня? Массивная ледяная планета-гигант, которая когда-то вращалась между Сатурном и Ураном, возможно, сыграла роль в формировании нашей Солнечной системы.

Была ли когда-то массивная ледяная планета-гигант вращалась вокруг внешней части Солнечной системы? И что свидетельства существования такого мира могут научить нас об исходном положении Юпитера и Сатурна?

Древняя Солнечная система образовалась из диска газа и пыли, вращающегося по спирали вокруг зарождающегося Солнца. Поначалу, как полагает большинство астрономов, самые ранние планеты сформировались по правильным, плотно упакованным орбитам. Вскоре, однако, гравитационные буксиры из самого массивного из этих миров разрушили обычные орбиты их соседей.

Когда-то считалось, что солнечные системы, подобные нашей — с небольшими каменистыми планетами, расположенными рядом с их родительской звездой, и более крупными газовыми гигантами на окраинах системы — будут обычным явлением. Но после открытия 4500 экзопланет состав нашей Солнечной системы оказался редким.

«Теперь мы знаем, что только в нашей галактике Млечный Путь есть тысячи планетных систем. Но оказывается, что расположение планет в нашей Солнечной системе очень необычно, поэтому мы используем модели для обратного проектирования и воспроизведения процессов его формирования.Это немного похоже на попытку выяснить, что произошло в автокатастрофе, постфактум — с какой скоростью двигались машины, в каком направлении и так далее », — сказал Мэтт Клемент из Института Карнеги.

Вы должны быть моделью

Исследовательская группа провела более 6000 симуляций эволюции Солнечной системы, обнаружив неожиданные открытия о Юпитере и Сатурне.

Астрофизики обычно думали, что две планеты вращаются в соотношении 3: 2 — на каждые три орбиты вокруг Солнца, сделанные Юпитером, считалось, что Сатурн прослеживает три полета вокруг нашей родительской звезды.

Вместо этого, моделирование показало, что две планеты, более вероятно, находились в резонансе 2: 1, когда Юпитер облетал Солнце дважды за каждое путешествие, совершенное Сатурном.

Такие резонансы создают системы, очень похожие на ту, которую мы видим в наши дни — с небольшими планетами земной группы во внутренней части Солнечной системы, окруженными более крупными мирами.

Модели также показали, что орбиты Урана и Нептуна были частично сформированы гравитационным притяжением множества тел в поясе Койпера, находящемся на краю нашего семейства планет.

Ice Planets Leave me Cold

«Вояджер» стал первым космическим кораблем, который посетил ледяной гигант, когда он прибыл на Уран в январе 1986 года. Видео предоставлено: NASA

Еще одним сюрпризом стало свидетельство существования древнего мира ледяных гигантов, который когда-то существовал в наша Солнечная система, которая давно покинула нашу семью планет.

Планеты ледяных гигантов — это миры, намного больше Земли, в основном состоящие из элементов тяжелее водорода и гелия, включая серу, азот, углерод и кислород. Две ледяные планеты вращаются вокруг внешних границ нашей солнечной системы — Урана и Нептуна.

«Вояджер» стал первым космическим кораблем, посетившим ледяного гиганта, когда он прибыл на Уран в январе 1986 года. Видео предоставлено: NASA

«В самом строгом определении лед — это твердая форма воды. Однако планетные астрономы часто используют термин «лед» для обозначения твердой формы любой конденсируемой молекулы.Они, как правило, обладают высокой отражающей способностью, образуют облака и (в отличие от минералов) могут легко переключаться между жидким, твердым и газовым состояниями при относительно низких температурах.