Газовые гиганты
Га́зовые гига́нты — планеты-гиганты, состоящие в основном из водорода и гелия. Планеты этого типа имеют небольшую плотность, короткий период суточного вращения, и, следовательно, значительное сжатие у полюсов.
В Солнечной системе к газовым гигантам относят Юпитер и Сатурн. Они состоят в основном из водорода и гелия, а более тяжелые элементы составляют от 3 до 13 % массы.
Терминология
Термин «газовый гигант» был придуман в 1952 году писателем-фантастом Джеймсом Блишем и первоначально использовался для обозначения всех планет-гигантов. Хотя обычно понятия «планета-гигант» и «газовый гигант» считаются синонимами, первое — более общее. Так, ледяные гиганты являются планетами-гигантами, но не газовыми гигантами. Основное отличие этих классов — химический состав: массовая доля водорода и гелия у газовых гигантов составляет более 90 %, у ледяных — 15—20 %, а также масса — газовые гиганты тяжелее ледяных. В 1990-х годах стало известно, что Уран и Нептун представляют собой отдельный класс планет-гигантов, куда входят состоящие в основном из более тяжелых летучих веществ (их называют «льдинками»). По этой причине Уран и Нептун часто относят к отдельной категории ледяных гигантов.
Газовые гиганты иногда называют «неудавшимися звёздами» за наибольшую массу среди планет и похожий химический состав, но это в большой степени преувеличение, так как значение общепринятой границы между планетами и коричневыми карликами составляет 13 MJ.
Классификация
Распространено деление газовых гигантов на «холодные юпитеры» и «горячие юпитеры», но также существует система классификации по Сударскому. Она делит газовые гиганты на пять классов, учитывая температуру и, следовательно, химический состав верхних слоёв.
-
![image]()
Класс I, гигант с облаками аммиака -
![image]()
Класс II, гигант с облаками водяного пара -
![image]()
Класс III, безоблачный газовый гигант -
![image]()
Класс IV, гигант с облаками из щёлочи -
![image]()
Класс V, горячий юпитер
Формирование
Согласно гипотезе происхождения Солнечной системы, планеты-гиганты образовались позже, чем планеты земной группы. К этому времени большая часть тугоплавких веществ (окислы, силикаты, металлы) уже выпали из газовой фазы, и из них образовались внутренние планеты (от Меркурия до Марса). Существует гипотеза о пятом газовом гиганте, вытолкнутом при формировании современного облика Солнечной системы на её далёкие окраины (ставшим гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X») или за её пределы (ставшим планетой-сиротой). Последней такой гипотезой является гипотеза о девятой планете Брауна и Батыгина.
Характеристики
Как уже было сказано, газовые гиганты состоят преимущественно из водорода и гелия. Их массы довольно велики: массы двух газовых гигантов Солнечной системы, Юпитера и Сатурна, равны соответственно 317 и 95 земным массам. Теоретическим верхним пределом массы будет 13 MJ, так как при большей массе в ядре начнут идти термоядерные реакции и объект перейдёт в класс коричневых карликов. Нижний предел пока точно не установлен, но должен существовать, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.
Строение
Модели внутреннего строения газовых планет предполагают наличие нескольких слоёв. На определённой глубине давление в атмосферах газовых планет достигает высоких значений, достаточных для перехода водорода в жидкое состояние. Если планета достаточно велика, то ещё ниже может размещаться слой металлического водорода, электрические токи в котором порождают мощное магнитное поле планеты, как у Юпитера и Сатурна. Кроме того, считается, что газовые планеты имеют также относительно небольшое каменное или металлическое ядро.
Как показали измерения спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура быстро растут уже в верхних слоях газовых планет. На глубине 130 км в атмосфере Юпитера температура составила около 145 °C, давление — 24 атм. Газовые планеты излучают заметно больше тепла, чем предсказывают расчёты. Предложены модели, допускающие выделение крайне незначительных количеств тепла внутри Юпитера при реакциях термоядерного синтеза, но эти модели не имеют наблюдательного подтверждения. Альтернативная гипотеза объясняет этот эффект сильнейшими полярными сияниями.
Атмосфера
В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры скоростью до нескольких тысяч километров в час (скорость ветра на экваторе Сатурна составляет 1800 км/ч). Имеются постоянные атмосферные образования, представляющие собой гигантские вихри: например, Большое красное пятно (размером в несколько раз больше Земли) на Юпитере наблюдают уже более 300 лет. Имеются также более мелкие пятна на Сатурне.
Спутники
У Юпитера и Сатурна открыто наибольшее количество спутников среди всех планет Солнечной системы. Для газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01 % (1 к 10 000). Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газопылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).
Экзопланеты
Из-за больших размеров и масс газовые гиганты наиболее просты в обнаружении любыми способами из всех типов экзопланет.
Примечания
- D'Angelo, G. Formation of Giant Planets // Handbook of Exoplanets / G. D'Angelo, Lissauer, J. J.. — Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, 2018. — P. 2319–2343. — ISBN 978-3-319-55332-0. — doi:10.1007/978-3-319-55333-7_140.
- The Interior of Jupiter, Guillot et al., in Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere, Bagenal et al., editors, Cambridge University Press, 2004
- Historical Dictionary of Science Fiction, Entry for gas giant n. Архивная копия от 10 марта 2022 на Wayback Machine
- Типы экзопланет. Дата обращения: 10 марта 2020. Архивировано 24 июня 2011 года.
- National Aeronautics and Space Administration website, Ten Things to Know About Neptune Архивная копия от 3 марта 2008 на Wayback Machine
- Brown dwarfs: Failed stars, super Jupiters. Дата обращения: 10 марта 2020. Архивировано 8 мая 2013 года.
- Ouyed R., Fundamenski W. R., Cripps G. R., Sutherland P. G. D-D Fusion in the Interior of Jupiter? (англ.) // The Astrophysical Journal. — 1998-07-01. — Vol. 501, iss. 1. — P. 367. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/305797. Архивировано 23 января 2023 года.
- Jupiter’s intense auroras superheat its upper atmosphere (амер. англ.) (16 августа 2021). Дата обращения: 15 марта 2023. Архивировано 15 марта 2023 года.
Ссылки
- Как разложить планеты по полочкам или Астрономии требуются Линнеи // «Астронет»
- D'Angelo, G. Formation of Giant Planets // Handbook of Exoplanets / G. D'Angelo, Lissauer, J. J.. — Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, 2018. — P. 2319–2343. — ISBN 978-3-319-55332-0. — doi:10.1007/978-3-319-55333-7_140.
- Bodenheimer, Peter; D'Angelo, Gennaro; Lissauer, Jack J.; Fortney, Jonathan J.; Saumon, Didier (2013). Deuterium Burning in Massive Giant Planets and Low-mass Brown Dwarfs Formed by Core-nucleated Accretion. The Astrophysical Journal. 770 (2): 120. arXiv:1305.0980. Bibcode:2013ApJ...770..120B. doi:10.1088/0004-637X/770/2/120.
- Burgasser, Adam J. Brown dwarfs: Failed stars, super Jupiters. Physics Today (июнь 2008). Дата обращения: 11 января 2016. Архивировано из оригинала 8 мая 2013 года.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Газовые гиганты, Что такое Газовые гиганты? Что означает Газовые гиганты?
Ga zovye giga nty planety giganty sostoyashie v osnovnom iz vodoroda i geliya Planety etogo tipa imeyut nebolshuyu plotnost korotkij period sutochnogo vrasheniya i sledovatelno znachitelnoe szhatie u polyusov YupiterSaturnHudozhestvennoe izobrazhenie gazovogo giganta V Solnechnoj sisteme k gazovym gigantam otnosyat Yupiter i Saturn Oni sostoyat v osnovnom iz vodoroda i geliya a bolee tyazhelye elementy sostavlyayut ot 3 do 13 massy TerminologiyaTermin gazovyj gigant byl priduman v 1952 godu pisatelem fantastom Dzhejmsom Blishem i pervonachalno ispolzovalsya dlya oboznacheniya vseh planet gigantov Hotya obychno ponyatiya planeta gigant i gazovyj gigant schitayutsya sinonimami pervoe bolee obshee Tak ledyanye giganty yavlyayutsya planetami gigantami no ne gazovymi gigantami Osnovnoe otlichie etih klassov himicheskij sostav massovaya dolya vodoroda i geliya u gazovyh gigantov sostavlyaet bolee 90 u ledyanyh 15 20 a takzhe massa gazovye giganty tyazhelee ledyanyh V 1990 h godah stalo izvestno chto Uran i Neptun predstavlyayut soboj otdelnyj klass planet gigantov kuda vhodyat sostoyashie v osnovnom iz bolee tyazhelyh letuchih veshestv ih nazyvayut ldinkami Po etoj prichine Uran i Neptun chasto otnosyat k otdelnoj kategorii ledyanyh gigantov Gazovye giganty inogda nazyvayut neudavshimisya zvyozdami za naibolshuyu massu sredi planet i pohozhij himicheskij sostav no eto v bolshoj stepeni preuvelichenie tak kak znachenie obsheprinyatoj granicy mezhdu planetami i korichnevymi karlikami sostavlyaet 13 MJ KlassifikaciyaRasprostraneno delenie gazovyh gigantov na holodnye yupitery i goryachie yupitery no takzhe sushestvuet sistema klassifikacii po Sudarskomu Ona delit gazovye giganty na pyat klassov uchityvaya temperaturu i sledovatelno himicheskij sostav verhnih sloyov Klass I gigant s oblakami ammiaka Klass II gigant s oblakami vodyanogo para Klass III bezoblachnyj gazovyj gigant Klass IV gigant s oblakami iz shyolochi Klass V goryachij yupiterFormirovanieSoglasno gipoteze proishozhdeniya Solnechnoj sistemy planety giganty obrazovalis pozzhe chem planety zemnoj gruppy K etomu vremeni bolshaya chast tugoplavkih veshestv okisly silikaty metally uzhe vypali iz gazovoj fazy i iz nih obrazovalis vnutrennie planety ot Merkuriya do Marsa Sushestvuet gipoteza o pyatom gazovom gigante vytolknutom pri formirovanii sovremennogo oblika Solnechnoj sistemy na eyo dalyokie okrainy stavshim gipoteticheskoj planetoj Tyuhe ili drugoj Planetoj X ili za eyo predely stavshim planetoj sirotoj Poslednej takoj gipotezoj yavlyaetsya gipoteza o devyatoj planete Brauna i Batygina HarakteristikiKak uzhe bylo skazano gazovye giganty sostoyat preimushestvenno iz vodoroda i geliya Ih massy dovolno veliki massy dvuh gazovyh gigantov Solnechnoj sistemy Yupitera i Saturna ravny sootvetstvenno 317 i 95 zemnym massam Teoreticheskim verhnim predelom massy budet 13 MJ tak kak pri bolshej masse v yadre nachnut idti termoyadernye reakcii i obekt perejdyot v klass korichnevyh karlikov Nizhnij predel poka tochno ne ustanovlen no dolzhen sushestvovat tak kak nebolshie nebesnye tela ne sposobny uderzhat takoj lyogkij gaz kak vodorod Stroenie Stroenie planet gigantov v Solnechnoj sisteme Modeli vnutrennego stroeniya gazovyh planet predpolagayut nalichie neskolkih sloyov Na opredelyonnoj glubine davlenie v atmosferah gazovyh planet dostigaet vysokih znachenij dostatochnyh dlya perehoda vodoroda v zhidkoe sostoyanie Esli planeta dostatochno velika to eshyo nizhe mozhet razmeshatsya sloj metallicheskogo vodoroda elektricheskie toki v kotorom porozhdayut moshnoe magnitnoe pole planety kak u Yupitera i Saturna Krome togo schitaetsya chto gazovye planety imeyut takzhe otnositelno nebolshoe kamennoe ili metallicheskoe yadro Kak pokazali izmereniya spuskaemogo apparata Galileo davlenie i temperatura bystro rastut uzhe v verhnih sloyah gazovyh planet Na glubine 130 km v atmosfere Yupitera temperatura sostavila okolo 145 C davlenie 24 atm Gazovye planety izluchayut zametno bolshe tepla chem predskazyvayut raschyoty Predlozheny modeli dopuskayushie vydelenie krajne neznachitelnyh kolichestv tepla vnutri Yupitera pri reakciyah termoyadernogo sinteza no eti modeli ne imeyut nablyudatelnogo podtverzhdeniya Alternativnaya gipoteza obyasnyaet etot effekt silnejshimi polyarnymi siyaniyami Atmosfera V atmosferah gazovyh planet duyut moshnye vetry skorostyu do neskolkih tysyach kilometrov v chas skorost vetra na ekvatore Saturna sostavlyaet 1800 km ch Imeyutsya postoyannye atmosfernye obrazovaniya predstavlyayushie soboj gigantskie vihri naprimer Bolshoe krasnoe pyatno razmerom v neskolko raz bolshe Zemli na Yupitere nablyudayut uzhe bolee 300 let Imeyutsya takzhe bolee melkie pyatna na Saturne Sputniki U Yupitera i Saturna otkryto naibolshee kolichestvo sputnikov sredi vseh planet Solnechnoj sistemy Dlya gazovyh planet Solnechnoj sistemy otnoshenie summarnoj massy ih sputnikov k masse planety sostavlyaet okolo 0 01 1 k 10 000 Dlya obyasneniya etogo fakta razrabotany modeli formirovaniya sputnikov iz gazopylevyh diskov s bolshim kolichestvom gaza pri etom dejstvuet mehanizm ogranichivayushij rost sputnikov EkzoplanetyIz za bolshih razmerov i mass gazovye giganty naibolee prosty v obnaruzhenii lyubymi sposobami iz vseh tipov ekzoplanet PrimechaniyaD Angelo G Formation of Giant Planets Handbook of Exoplanets G D Angelo Lissauer J J Springer International Publishing AG part of Springer Nature 2018 P 2319 2343 ISBN 978 3 319 55332 0 doi 10 1007 978 3 319 55333 7 140 The Interior of Jupiter Guillot et al in Jupiter The Planet Satellites and Magnetosphere Bagenal et al editors Cambridge University Press 2004 Historical Dictionary of Science Fiction Entry for gas giant n Arhivnaya kopiya ot 10 marta 2022 na Wayback Machine Tipy ekzoplanet neopr Data obrasheniya 10 marta 2020 Arhivirovano 24 iyunya 2011 goda National Aeronautics and Space Administration website Ten Things to Know About Neptune Arhivnaya kopiya ot 3 marta 2008 na Wayback Machine Brown dwarfs Failed stars super Jupiters neopr Data obrasheniya 10 marta 2020 Arhivirovano 8 maya 2013 goda Ouyed R Fundamenski W R Cripps G R Sutherland P G D D Fusion in the Interior of Jupiter angl The Astrophysical Journal 1998 07 01 Vol 501 iss 1 P 367 ISSN 0004 637X doi 10 1086 305797 Arhivirovano 23 yanvarya 2023 goda Jupiter s intense auroras superheat its upper atmosphere amer angl 16 avgusta 2021 Data obrasheniya 15 marta 2023 Arhivirovano 15 marta 2023 goda SsylkiMediafajly na Vikisklade Kak razlozhit planety po polochkam ili Astronomii trebuyutsya Linnei Astronet D Angelo G Formation of Giant Planets Handbook of Exoplanets G D Angelo Lissauer J J Springer International Publishing AG part of Springer Nature 2018 P 2319 2343 ISBN 978 3 319 55332 0 doi 10 1007 978 3 319 55333 7 140 Bodenheimer Peter D Angelo Gennaro Lissauer Jack J Fortney Jonathan J Saumon Didier 2013 Deuterium Burning in Massive Giant Planets and Low mass Brown Dwarfs Formed by Core nucleated Accretion The Astrophysical Journal 770 2 120 arXiv 1305 0980 Bibcode 2013ApJ 770 120B doi 10 1088 0004 637X 770 2 120 Burgasser Adam J Brown dwarfs Failed stars super Jupiters neopr Physics Today iyun 2008 Data obrasheniya 11 yanvarya 2016 Arhivirovano iz originala 8 maya 2013 goda
