Планеты Солнечной системы

Все восемь планет Солнечной системы указаны на рис. 3.15. Различают планеты Земной группы и планеты-гиганты. Планетами-гигантами являются Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Остальные четыре планеты относятся к планетам земной группы. Из них самая большая планета — Земля.

Рис. 3.15. Планеты Солнечной системы (по данным NASA).

В табл. 3.7 приводятся основные характеристики планет Солнечной системы. Как нам представляется, их обсуждение представляет не только академический интерес.

Таблица 3.7

Основные характеристики планет Солнечной системы

Окончание табл. 3.7

Примечание. Если параметр Земли принят за единицу, то аналогичные параметры других планет выражаются именно в этих единицах.

Все планеты состоят из силикатов, т. е. минералов, содержащих кремний. Это обстоятельство объясняется характерными особенностями конденсации раскаленного вещества солнечного состава. При его конденсации с наибольшей вероятностью должны были образовываться соединения трех типов:

• 1) силикаты (с плотностью порядка 3 г/см³);
• 2) металлическое железо с существенной примесыо никеля (плотность около 8 г/см³);
• 3) твердые фазы летучих соединений, например воды (плотность 1 г/см³).

Должна была сохраниться также газовая фаза, дающая группы устойчивых твердых состояний лишь в условиях планет-гигантов. Планеты земной группы сложены в основном из силикатов и металлического железа. Планеты-гиганты содержат существенное количество газов и льдов. Таким образом, плотность вещества планет земной группы значительно превышает плотность вещества планет-гигантов. Сатурн — единственная планета с плотностью вещества меньше плотности воды, причем значительно. Если бы нашелся космический океан воды, то Сатурн плавал бы на его поверхности. Земля же сразу пошла бы ко дну. Даже маленький Меркурий не смог бы за ней угнаться.

Если сравнивать планеты по массе, то бросается в глаза аномально большая масса Юпитера, превосходящая массу Земли в 318 раз. Она в 2,5 раза больше массы всех других планет вместе взятых. Заметим, что Юпитер не является самой большой известной людям планетой. Радиус открытой в 2008 г. экзопланеты WASPA2b больше радиуса Юпитера в 1,8 раза.

Наименьшей массой из всех планет Солнечной системы обладает Меркурий, тем не менее она превосходит массы двух самых крупных карликовых планет, а именно Эриды и Платона, соответственно в 30 и 36 раз. Из-за своей относительно маленькой массы Меркурий —единственная планета, не обладающая устойчивой атмосферой. По сходным основаниям разряженной является также атмосфера Марса.

Чем дальше планета находится от Солнца, тем больше период ее обращения вокруг него. В этом отношении рекордсменами являются Юпитер и Нептун. За тот промежуток времени, за который Нептун совершает один оборот вокруг Солнца, Юпитер успевает сделать 700 оборотов.

Из планет земной группы спутниками обладают только Земля и Марс. Среди 67 спутников Юпитера самый большой — Ганимед, он превосходит Луну по массе в два раза. Есть свой рекордсмен и среди 62 спутников Сатурна, им является Титан, превосходящий по массе Луну в 1,8 раза.

Разумеется, на планетах складываются различные температурные режимы. Они в значительной степени зависят от продолжительности солнечных суток на планете, величина которой определяется сложением ее движения по орбите и вращением вокруг собственной оси. У Меркурия солнечные сутки составляют 176 земных. Днем поверхность планеты нагревается до 450, а ночью охлаждается до 170 К. Венера — самая горячая планета Солнечной системы, средняя температура ее поверхности составляет около 460 К.

На всех других планетах Солнечной системы царит холод. Перечислим характерные температуры. Это для Марса—63 К, для Юпитера—108,.

для Сатурна—139, для Урана—197, для Нептуна—201 К.

На двух планетах-гигантах, а именно на Юпитере и Сатурне, ускорение свободного падения больше, чем на Земле соответственно в 2,5 и 3,5 раза. Стокилограммовый космонавт будет чувствовать себя как человек с массой соответственно 250 и 350 кг. Едва ли он сможет передвигаться без посторонней помощи. На всех других планетах условия для передвижения космонавта вполне комфортные. На Меркурии и Марсе он будет чувствовать себя как человек массой 37 кг. Ему не составит труда побить земной рекорд в прыжках в высоту.

Наконец, отметим, что даже самые холодные планеты-гиганты отнюдь не представляют собой энергетически застывшие объекты. Так, Нептун обладает и мантией, богатой водой, аммиаком и метаном, а также ядром, состоящим из железа, никеля и силикатов. Температура мантии достигает 5000 К, а ядра 7000 К. Нептун излучает энергии в 2,6 раза больше, чем получает от Солнца. Возможно, указанный поток энергии продуцируется в основном радиогенными процессами в ядре планеты.

Нет сомнений, что каждой из планет Солнечной системы предстоит сложная череда метаморфоз, особенно в связи с превращением Солнца в красный гигант. Не исключено, что все планеты, расположенные от Солнца дальше, чем Земля, в связи с существенным потеплением их климата станут приемлемыми зонами обитания многих организмов, в том числе и человека. Интересно, что есть вероятность превращения Юпитера в звезду. В таком случае Марс, Сатурн, Уран и Нептун не останутся без светила. Разумеется, мы не настаиваем на достоверности описанного сценария развития планет Солнечной системы. Речь идет о другом: людям необходимо преумножить свои усилия в области астрономии, астрофизики и космологии. Предстоит выявить лучшие для человека пути развития планет, способствуя, если это окажется возможным, их осуществлению.

Выводы

• • Все характеристики планет Солнечной системы имеют закономерный характер. Их статус и величины объясняются соответствующими теориями.
• • Каждая планета своеобразна. По в этой своей уникальности она не выпадает из того единства, которое называется Солнечной системой.
• • Нс является преувеличением утверждение, что будущее человечества во многом зависит от его успехов в области астрономии, астрофизики и космологии.