Реферат на тему   “Сравнительнаяхарактеристика планет- гигантов Солнечной      системы”                     Выполнил учени...
План1. Строение Солнечной системы ......................................................................... 32. Сравнитель...
1. Строение Солнечной системы     Солнечная система состоит из Солнца, представляющего собойобычную желтоватую звезду, дев...
2. Сравнительные характеристики планет      Юпитер. Масса Юпитера намного превышает массу всех другихпланет, вместе взятых...
Уран. Когда о Земле говорят, что она голубая, это ласковоепреувеличение. По-настоящему голубой планетой оказался далекий У...
Радиус                 Среднее            Наклонение              Звездный                Масса,                          ...
Расположение и физические характеристики планет-гигантов                        7
3. Общие закономерности     Внутреннее строение     Юпитер. На долю Юпитера пришлось 2/3 массы от всей массы планетСолнечн...
получает от Солнца. Строение и набор составляющих Нептун элементов,вероятно, почти такие же, как на Уране. Скорее всего, у...
очередь, тоже требует объяснений. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!)состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 %...
Зарегистрированомагнитное поле и у Нептуна. Магнитный полюспланеты отстоит на 47° от географического. Предполагается, что ...
Спутники     К началу 2006 г. у всех планет Солнечной системы известно 138спутников, из них у планет гигантов - 132 спутни...
спутников связано с полетом к Сатурну аппарата Кассини и посадкой наТитан исследовательского модуля Гюйгенс, который присл...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Планеты-гиганты

1,372 views

Published on

Сравнительная характеристика планет- гигантов Солнечной системы

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,372
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
8
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Планеты-гиганты

  1. 1. Реферат на тему “Сравнительнаяхарактеристика планет- гигантов Солнечной системы” Выполнил ученик 11-Ф класса Булгаков Дмитрий 2012 г. Днепропетровск
  2. 2. План1. Строение Солнечной системы ......................................................................... 32. Сравнительные характеристики планет ......................................................... 43. Общие закономерности .................................................................................... 8 Внутреннее строение .............................................................................. 8 Атмосферы гигантов............................................................................... 9 Магнитные поля .................................................................................... 10 Кольца гигантов .................................................................................... 11 Спутники ................................................................................................ 12 2
  3. 3. 1. Строение Солнечной системы Солнечная система состоит из Солнца, представляющего собойобычную желтоватую звезду, девяти планет и их спутников, многих тысячастероидов, или малых планет, большого числа комет, метеорных тел,межпланетного газа и пыли. Первые четыре планеты - Меркурий, Венера, Земля и Марс относятся кпланетам земной группы. Они имеют между собой много общего. Все четырепланеты невелики по размерам и массе, их средние плотности близки междусобой, превышая плотность воды в 4-5 раз. Они сходны по своемухимическому и минералогическому составу. У них мало спутников - толькоодин у Земли и два у Марса; у Меркурия и Венеры спутников вообще нет. С пятой по восьмую планету идут планеты группы Юпитера или, каких ещѐ называют, планеты-гиганты. К ним относятся: Юпитер, Сатурн, Урани Нептун. Они резко отличны от планет земной группы по всем показателям.Во-первых, они имеют гигантские размеры и огромные массы принебольших плотностях, близких к плотности воды. Во-вторых, химическиони состоят преимущественно из газов водорода и гелия, характерных дляхимического состава Солнца. В-третьих, у каждой из планет-гигантов многоспутников и, наконец, все они окружены тонкими кольцами. Почти все крупные тела Солнечной системы - планеты и астероиды, атакже кометы - вращаются вокруг Солнца в одном направлении - противчасовой стрелки, если смотреть со стороны Северного полюса мира,находящегося где-то в бесконечности - на северном продолжении осивращения Земли. В том же направлении происходит вращение планет вокругсвоих осей. Исключение составляют лишь Венера и Уран, а также некоторыеспутники Юпитера и Сатурна, имеющие противоположное вращение - почасовой стрелке. Планеты обладают различной скоростью движения по своим орбитам:чем ближе планета находится к Солнцу, тем орбитальная скорость у неебольше. В соответствии с длиной пути и скоростью движения планетынаходится и время ее облета светила, т. е. продолжительность ее года. 3
  4. 4. 2. Сравнительные характеристики планет Юпитер. Масса Юпитера намного превышает массу всех другихпланет, вместе взятых. Большая полуось орбиты Юпитера равна 5,2 а.е.,эксцентриситет орбиты е = 0,048, период обращения по орбите – 11,9 лет.Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики – 1°18. Средняя скоростьдвижения по орбите – 13,1 км/с. Период вращения вокруг оси – 9 часов 55 минут. Каждая точкаэкватора движется со скоростью 45 тысяч километров в час. Из-за действияцентробежных сил Юпитер заметно сплющен (коэффициент сжатия больше6 %). Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите,следовательно, на планете нет смен времен года. Масса планеты равна Mю = 318 Мз, радиус Rю = 11,2 Rз. Вместе с тем,Юпитер весьма разрежен: его плотность равна 1,33 г/см3, что в четыре разаменьше плотности Земли. Ускорение свободного падения на уровнеоблачной поверхности Юпитера составляет gю = 25 м/с2. Юпитер –прекрасный объект для наблюдений. Он сияет ровным белым светом(альбедо 0,5). Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее втелескоп. Сказочные кольца Сатурна нельзя спутать ни с какими другимиобъектами Солнечной системы. Планета известна с самых древних времен.Максимальная видимая звездная величина Сатурна +0,7m. Эта планета –один из самых ярких объектов на нашем звездном небе. Ее тусклый белыйсвет создал планете недобрую славу: рождение под знаком Сатурна издревлесчиталось плохим предзнаменованием. Большая полуось орбиты планетысоставляет 9,2 а.е., а период обращения равен 29,5 лет. Эксцентриситеторбиты составляет е = 0,057, наклон к плоскости эклиптики 2°29. Периодвращения вокруг оси – звездные сутки – составляет 10 часов 14 минут. Под действием центробежных сил Сатурн заметно сплющен. Егосжатие составляет порядка 10 %. Масса Сатурна равна Мс = 95,2 Мз, радиусRс = 9,4 Rз. Плотность равна0,70 г/см3. Сатурн имеет одну интереснуюособенность: он – единственная планета в Солнечной системе, чья плотностьменьше плотности воды. Если бы было возможно создать огромный океан,Сатурн смог бы в нем плавать! 4
  5. 5. Уран. Когда о Земле говорят, что она голубая, это ласковоепреувеличение. По-настоящему голубой планетой оказался далекий Уран -первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайноВильямом Гершелем. Гершель подумал, что это комета и доложил о ней вГринвич. Довольно быстро выяснилось, что это новая планета. Оказывается,Уран наблюдали и раньше, но как звезду. Ее назвали планетой Гершеля. Имяже «Уран» было дано временно Боде, взявшем его по традиции из античноймифологии, а утвердилось оно лишь в 1850 году. Уран едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи, но егонетрудно обнаружить в бинокль. Максимальная видимая звездная величинаm = +5,5. Среднее расстояние планеты от Солнца равно 19,2 а.е., периодобращения по орбите – 84 года. Звездные сутки на Уране длятся 15часов 36 минут. Уран вращается, какговорят, «лежа на боку». Наклон экватора к плоскости орбиты (97°55)приходится считать большим 90°, чтобы направление оси вращения, былокак и у других планет. Причины «лежачего» обращения Урана неизвестны.Правда, сейчас все больше полагают, что такое положение Урана – результатстолкновения с большим небесным телом, возможно, крупным астероидом. Нептун – восьмая планета от Солнца и четвертая по размеру средипланет. После открытия Урана астрономы обратили внимание на то, что егоорбита не соответствовала закону всемирного тяготения Ньютона,претерпевая постоянные отклонения. Это и навело на мысль осуществовании еще одной планеты за Ураном, которая могла бы своимгравитационным притяжением искажать траекторию движения седьмойпланеты. Французский астроном Урбан Леверье, сделав расчет, убедилначать поиск новой планеты. Расчеты Леверье были настолько точны, чтоНептун нашли сразу, в первую же ночь наблюдений. Нептун впервыенаблюдался астрономами Галле и д’Аррестом 23 сентября 1846 годанедалеко от тех положений, которые независимо друг от другапредсказывали англичанин Адамс и француз Леверье. Это открытие сталотриумфом расчетной астрономии. Большая полуось планеты равна 30,1 а.е. Период обращения по орбите164,5 лет. Со времени открытия в 1846 году он не закончил еще и одногополного оборота. 5
  6. 6. Радиус Среднее Наклонение Звездный Масса, планеты Средняя расстояние орбиты Периодвращения период вНазваниепланеты в плотность, g Числоспутников от солнца, корбите вокруг оси обращения, 3 массах радиусах г/см а. е. Земли годы Земли Земли Юпитер 5,2 11,2 1°18 9 ч 50мин 11,87 1,3 25,8 318 61 Сатурн 9,2 9,4 2°29 10 ч 14мин 29,67 0,7 11,3 95,2 31 Уран 19,2 4,0 0°46 17 ч 14 мин 84,05 1,4 9,7 14,6 27 Нептун 30,1 3,9 1°46 16 ч 07 мин 164,49 1,6 11,2 17,2 13 6
  7. 7. Расположение и физические характеристики планет-гигантов 7
  8. 8. 3. Общие закономерности Внутреннее строение Юпитер. На долю Юпитера пришлось 2/3 массы от всей массы планетСолнечной системы, но этого не хватило для того, чтобы в центре Юпитераначались термоядерные реакции: планета в 80 раз легче самой маленькойзвезды. Однако Юпитер обладает собственным источником тепла, связаннымс радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся врезультате сжатия. Если бы он нагревался только Солнцем, температураверхних слоев была бы равной 100 К, измерения же дают 140 К. Планетаизлучает больше энергии, чем получает от Солнца. Ученые имеют основаниясчитать, что достаточно глубоко водород, будучи под колоссальнымдавлением атмосферы, находится в жидкой металлической фазе. Это – неокеан и не атмосфера; этот слой водорода должен иметь особенности,которые не укладываются в наше понимание химии. В центре Юпитерабольшая температура и давление сжимают небольшое ядро диаметром25 000 км, находящееся в твердом металло-силикатном состоянии. Сатурн. Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярноговодорода. На глубине около 30 000 км водород становится металлическим(давление достигает около 3 миллионов атмосфер). В центре планетынаходится массивное железо-каменное ядро. Уран.Планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро,над которым сразу начинается плотная атмосфера. Никаких океанов наУране, по-видимому, нет. Такое строение планеты теперь называютдвухслойной моделью. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление –6 миллионов атмосфер. Эффективная температура Урана 59 К, что лишьчуть-чуть превышает ту температуру, которую он имел бы только подвлиянием солнечного тепла. Следовательно, Уран почти не имеет внутреннихисточников энергии. Нептун. Температура атмосферы Нептуна выше, чем у Урана, исоставляет около 60 К. Следовательно, Нептун имеет собственныйвнутренний источник тепла – он излучает в 2,7 раза больше энергии, нежели 8
  9. 9. получает от Солнца. Строение и набор составляющих Нептун элементов,вероятно, почти такие же, как на Уране. Скорее всего, у Нептуна естьнебольшое твердое ядро, равное по массе Земле. Атмосферы гигантов Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия инапоминает по химическому составу Солнце. Ее протяженность 6 тысячкилометров. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора илисеры. Атмосфера Юпитера создает гигантское давление, увеличивающеесяпри приближении к центру планеты. Газы в атмосфере, при такихэкстремальных условиях, находятся в необычных состояниях. Вместопростого поведения газообразного водорода, жидкий металлический водород– необычная субстанция, способная проводить электрический ток. Самоезнаменитое образование на Юпитере, которое наблюдают уже 300 лет (онобыло открыто в 1664 году Робертом Гуком), – Большое Красное Пятно. По-видимому, это долгоживущий атмосферный вихрь в атмосфере Юпитера. Атмосфера Сатурна состоит почти полностью из водорода, гелия иазота. 7 % объема верхней атмосферы Сатурна – гелий, почти все остальное –водород. Поскольку предполагается, что условия формирования обеихпланет одинаковы, то количество гелия на Сатурне должно быть примернотаким же, как и на Юпитере и Солнце. Недостаток этого элемента в верхнейатмосфере может означать, что более тяжелый гелий, возможно, медленноопускается к ядру Сатурна. При этом выделяется тепловая энергия, котораяизлучается в космос. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнееюпитерианских, поэтому Сатурн не настолько «полосатый». Минимальнаятемпература на Сатурне – 82 К. На Сатурне очень сильные ветра. «Вояджер-2» измерил их скорость на экваторе – получилось около 500 м/с. Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Возможно,обедненность легкими газами – следствие недостаточной массы зародышапланеты, и в ходе образования Уран не смог удержать возле себя большееколичество водорода и гелия. А может быть, в этом месте зарождающейсяпланетной системы вовсе не было столько легких газов, что, конечно, в свою 9
  10. 10. очередь, тоже требует объяснений. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!)состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана. Метан,ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются взначительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именнометановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажетсяголубым. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков,которые очень быстро перемещаются. Ветры дуют со скоростью от 40 до 160м/с. Атмосфера Нептуна – это, по большей части, водород и гелий снебольшой примесью метана (1 %). Синий цвет Нептуна являетсярезультатом поглощения красного света в атмосфере этим газом – как и наУране. На Нептуне наблюдаются сильнейшие ветры, параллельные экваторупланеты, большие бури и вихри. На планете самые быстрые в Солнечнойсистеме ветры, достигающие 700 км/час. Магнитные поля Магнитное поле Юпитера огромно, даже в пропорции с величинойсамой планеты – оно простирается на 650 миллионов километров (за орбитуСатурна!). Если магнитосфера его была бы видима, она бы с Земли имелаугловой размер, равный размеру Луны. Магнитное поле Юпитеразначительно более сильное, чем земное. Форма магнитосферы Юпитера, каки других планет, далека от сферической. Возможно, генерация мощногомагнитного поля Юпитера связана с быстрым вращением центральныхобластей планеты, содержащих металлический водород и проводящих ток. Магнитное поле Сатурна более слабое по сравнению с Юпитером.Напряженность магнитного поля на уровне видимых облаков на экваторе0,2 Гс (на поверхности Земли магнитное поле равно 0,35 Гс). МагнитосфераСатурна отличается от юпитерианской. У Сатурна ось вращения совпадает сосью диполя. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли. Науровне облаков напряженность магнитного поля равна 0,23 Гс. Ноконфигурация этого магнитного поля очень сложная. Компас на Уране небудет показывать на географический полюс. 10
  11. 11. Зарегистрированомагнитное поле и у Нептуна. Магнитный полюспланеты отстоит на 47° от географического. Предполагается, что магнитноеполе Нептуна возбуждается в жидкой проводящей среде, в слое,находящемся на расстоянии 13 тысяч км от центра планеты. А под жидкимслоем находится твердое ядро Нептуна. Кольца гигантов Кольца Сатурна видимы с Земли в небольшой телескоп. Они состоятиз тысяч и тысяч небольших твердых частиц из камней и льда, которыевращаются вокруг планеты. Существует 3 основных кольца, названных A, Bи C. Они различимы без особых проблем с Земли. При ближайшемрассмотрении колец оказывается великое множество. Между кольцамисуществуют щели, где нет частиц. Та из щелей, которую можно увидеть всредний телескоп с Земли (между кольцами А и В), названа щелью Кассини.В ясные ночи можно даже увидеть менее заметные щели. Ширина колец равна 400 тыс. км, однако в толщину они составляютвсего несколько десятков метров. Сквозь кольца можно увидеть звезды, хотясвет их при этом заметно ослабевает. Все кольца состоят из отдельныхкусков льда разных размеров: от пылинок до нескольких метров впоперечнике. Эти частицы двигаются с практических одинаковымискоростями (около 10 км/с), сталкиваясь друг с другом. В конце семидесятых годов несколькими исследовательскимигруппами были открыты узкие и далеко отстоящие друг от друга угольно-черные кольца Урана. Открытие было сделано совершенно случайно, когда,готовя аппаратуру для исследования параметров атмосферы Урана методомпокрытия звезды и заранее настроив приборы, исследователи обнаружиликороткие затмения при подходе звезды к планете и при ее удалении. Черездва года – 4 марта 1979 года – американский межпланетный аппарат«Вояджер-1» обнаружил прозрачные каменные кольца и вокруг Юпитера.Десятью годами позже в 1988 году были открыты кольца Нептуна. 11
  12. 12. Спутники К началу 2006 г. у всех планет Солнечной системы известно 138спутников, из них у планет гигантов - 132 спутника, а именно: у Юпитера -61, у Сатурна - 31, у Уран – 27 и у Нептуна – 13. По расположению впланетных системах спутники можно условно разбить на три основныегруппы. Это главные спутники, внутренние спутники, находящиеся ближе кпланете, чем главные спутники, и внешние спутники в системе планеты.Внутренние спутники - это малые тела неправильной формы и размераминесколько километров, которые образовались в результате столкновений илибомбардировки астероидами более крупных спутников, поэтому частодвижутся по почти одинаковым орбитам. Главные спутники образовалисьодновременно с планетами из протопланетного облака и имеют регулярныеорбиты - почти круговые, расположенные в плоскости экватора планеты, иразмеры от 500 до 5000 км. Внешние спутники имеют диаметры порядканескольких километров. Для них характерны неправильная форма инерегулярные орбиты - вытянутые эллиптичные орбиты с различныминаклонами к плоскости экватора планеты, причем многие из внешнихспутников имеют обратные вращения по отношению к вращению планеты.Их расположение во внешних областях планетных систем указывает навозможный захват этих тел из межпланетного пространства. За последнеедесятилетие открыты 77 новых спутников. Спутники Юпитера. На сегодняшний день семья Юпитера состоит из4 внутренних спутников (Метида, Адрастея, Амальтея, Теба), 4 главных илигалилеевых спутников (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) и 53 внешнихспутников настолько далеких от планеты, что они невидимы с егоповерхности невооруженным глазом. Все спутники названы именами изгреко-римской мифологии и связаны с Юпитером-Зевсом Спутники Сатурна. Система спутников Сатурна включает 9внутренних спутников (Пан, Атлас, Прометей, Пандора, Эпиметей, Янус,Телесто, Калипсо, Елена), 8 главных спутников (Мимас, Энцелад, Тефия,Диона, Рея, Титан, Гиперион и Япет) и 14 внешних спутников, из которых до2000 года была известна только Феба. Столь интенсивное открытие 12
  13. 13. спутников связано с полетом к Сатурну аппарата Кассини и посадкой наТитан исследовательского модуля Гюйгенс, который прислал нам первыефотографии поверхности Титана. Несмотря на сложность наблюдений, астрономы прошлых вековоткрыли почти все крупные спутники Урана. Система включает 13внутренних спутников (Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона,Джульетта, Портия, Розалинда, Белинда, Пак и три, пока безымянных) и 5основных спутников (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон). До1997 г. система Урана казалась самой упорядоченной. Пятнадцать спутниковдвижутся на почти круговых орбитах в плоскости экватора планеты. Не былоизвестно ни одного нерегулярного спутника, сейчас их открыто уже девять.Все внешние спутники Урана, кроме одного, движутся на вытянутых, сильнонаклоненных орбитах с обратным вращением. Спутники Урана, называют вчесть героя какой-нибудь пьесы Шекспира. Нептун имеет 13 спутников. Шесть из них - Наяда, Таласса, Деспина,Галатея, Ларисса и Протей - внутренние. Самый крупный спутник Нептуна -Тритон - движется по круговой орбите в плоскости экватора Нептуна, но вобратном направлении по отношению к вращению планеты, поэтому ученыесчитают, что Тритон был захвачен Нептуном из пояса Койпера. Этоединственный случай такого аномального движения в Солнечной системе.До последнего времени был известен только один далекий нерегулярныйспутник – Нереида. Всего два года назад поиски астрономов увенчалисьуспехом и были открыты еще пять нерегулярных спутника Нептуна. 13

×