Планеты-гиганты, их спутники и кольца

Все планеты-гиганты имеют спутники и системы колец — плоских концентрических образований в экваториальной плоскости планеты, образованных из частиц льда и пыли различных размеров.

В отличие от планет земной группы строение планет-гигантов не подразделяется на четкие слои. Внешние слои планет-гигантов представляют собой толстые газовые оболочки, которые постепенно сгущаются к центру.

Планеты быстро вращаются, из-за чего они сильно сплюснуты в области полюсов. К тому же вследствие быстрого вращения возникают горизонтальные ветры, из-за чего атмосферы планет-гигантов кажутся нам полосатыми, а полосы расположены перпендикулярно оси вращения. В верхних слоях атмосферы ветры настолько сильны, что возникают крупномасштабные вихревые структуры, которые связаны со штормовыми явлениями в атмосфере, например такими, как Большое красное пятно Юпитера (см. параграф 6.1) или Гексагон Сатурна (см. параграф 6.2).

Одна из особенностей планет-гигантов — это наличие у них сильного магнитного поля.

Сейчас орбиты Сатурна, Урана и Нептуна слегка наклонены относительно орбиты Юпитера.

Юпитер: великий громовержец

Среднее расстояние от Солнца до планеты Юпитер — 5,2 а. е. Юпитер — самый гигантский среди гигантов. Это самая крупная планета Солнечной системы. Масса Юпитера превышает сумму масс всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, недаром планета носит имя главного древнеримского бога. Масса Юпитера превышает массу Земли более чем в 300 раз (рис. 6.1). Юпитер обладает мощной атмосферой, хорошо отражающей солнечный свет.

Интересный факт

В отличие от звезд, планета хорошо видна невооруженным глазом не только по ночам, но и в сумерках, когда Солнце уже зашло за горизонт, но еще хорошо освещает небо.

Рис. 6.1. Сравнение размеров Юпитера и Земли В атмосфере Юпитера постоянно бушуют ураганы и сияют молнии. Большая часть воздушных масс Юпитера с различной скоростью перемещается параллельно экватору планеты, видны характерные горизонтальные полосы коричневого цвета — экваториальные пояса. В южном полушарии планеты виден ураган, которому насчитывается уже не менее 300 лет, — Большое Красное Пятно (БКП, рис. 6.2).

Рис. 6.2. Большое Красное Пятно Юпитера.

(?) Вы хотите испечь торт в виде Юпитера. Придумайте рецепт с максимальной планетологической точностью (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Пример торта в виде планеты Юпитер.

Массы Юпитера и Сатурна и давление вещества на ядро настолько велики, что, несмотря на железокаменный состав, оно не может находиться в твердом состоянии.

Интересный факт

Если бы ваш космический корабль мог выдерживать сколь угодно большое давление и высокие температуры, а также имел дополнительную защиту от радиации, вы могли бы пролететь газовые гиганты насквозь.

Спутники. Планеты-гиганты для их освоения человеком опасны, но их спутники достаточно интересны для исследования с точки зрения их возможного освоения. У Юпитера всего 69 спутников. Рассмотрим самые известные из них.

Ио — самый близкий к Юпитеру из четырех галилеевых (т.е. открытых Галилео Галилеем) спутников. Он является самым геологически активным телом Солнечной системы, на нем действуют более 400 вулканов. За счет гравитационных воздействий со стороны планеты выбросы серы и диоксида серы из вулканов достаточно сильны и поднимаются на высоту до 500 км. Одним из важных открытий на Ио является наличие озера жидкой серы, и «черных курильщиков» — гидротермальных источников (данное явление подобно земному).

Европа — шестой спутник Юпитера, обнаружен в 1610 г. Галилеем (также, вероятно, и Симоном Марием). Данный спутник состоит из силикатных пород и имеет железное ядро, а также магнитное поле. Его поверхность покрыта льдом, с крайне малым числом кратеров, но множеством трещин. У Европы есть разряженная атмосфера из кислорода. У данного спутника есть признаки существования соленого океана. А в совокупности многие факторы позволяют построить гипотезу существования жизни на Европе.

Ганимед — самый крупный спутник во всей Солнечной системе (открыт также в 1610 г. Галилеем), состоит примерно в равной степени из силикатных пород и водяного льда. Ганимед имеет жидкое ядро. Есть предположение, что на глубине около 200 км между слоями льда есть океан жидкой воды. Анализ поверхности спутника показал наличие тектонической активности.

Каллисто — это синхронный спутник с периодом вращения вокруг своей оси равным орбитальному, он всегда обращен к Юпитеру одной стороной. Каллисто состоит из примерно равного количества камня и льдов, а спектроскопия поверхности выявила водяной лед, углекислый газ, силикаты и органику. На поверхности спутника обнаружено достаточно много кратеров.

(?) Представим, что у вас есть возможность организовать пилотируемую экспедицию к одному из спутников Юпитера. Какой бы вы выбрали и почему?

В 2011 г. для целенаправленного исследования Юпитера была запущена автоматическая межпланетная станция «Юнона» (NASA). В 2016 г. она вышла на орбиту планеты. Основная цель мисси — это получение данных по гравитационному и магнитному полю гиганта. Как дополнительные исследования: проверка гипотезы наличия твердого ядра планеты, анализ состава атмосферы и построение карты ветров. На данный момент опубликован ряд снимков с Юпитера и сформирован ролик, показывающий движение облаков над поверхностью газового гиганта^[1].

Кольца. Кольца Юпитера — третья после колец Сатурна и Урана система колец, обнаруженная в Солнечной системе. Система колец Юпитера достаточно слабо выражена и разрежена. Она была открыта в 1979 г. во время прохождения «Вояджера-1» мимо Юпитера. В состав системы входит четыре кольца, самое яркое образовалось в результате столкновения астероидов с четырьмя спутниками Юпитера: Фивой, Метидой, Адрастеей и Альматеей. Самое близкое к планете кольцо носит название Гало.

• [1] URL: https://news.mail.ru/society/33 568 563.