Характеристика строения и химического состава Юпитера. Описание системы колец и спутников Юпитера. Анализ строения Сатурна, его облаков и колец. Астрономическая характеристика Урана и его колец. Описание строения и химического состава атмосферы Нептуна.
Аннотация к работе
В группу планет гигантов входят: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все эти планеты (и особенно Юпитер) имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе - в 318 раз. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.Юпитер, пятая и самая большая планета Солнечной системы, более чем в два раза тяжелее, чем все другие планеты вместе взятые и почти в 318 раз тяжелее Земли. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Космический аппарат "Вояджер 1" в марте 1979 г впервые сфотографировал систему слабых колец, шириной около 1000 км и толщиной не более 30 км, обращающихся вокруг Юпитера на расстоянии 57000 км от облачного покрова планеты. Юпитер имеет огромное магнитное поле, состоящее из двух компонетных полей: дипольного (как поле Земли), которое простирается до 1,5 млн. км. от Юпитера, и недипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Магнитометрические измерения показали существенные возмущения магнитного поля Юпитера вблизи Европы и Каллисто, которое не может быть объяснено существованием у этих спутников внутреннего ядра из ферромагнитного вещества, поскольку в таком случае магнитное поле, спадая обратно пропорционально кубу расстояния, было бы в восемь раз меньше наблюдаемого.Сатурн представляет собой огромный быстро вращающийся (с периодом 10,23 часа) шар, состоящий преимущественно из жидкого водорода и гелия, окутанный мощным слоем атмосферы. В отличие от Юпитера полосы на Сатурне доходят до очень высоких широт - 78 градусов. Невысокая контрастность цветов на видимом диске Сатурна связана с тем, что изза низких температур в надоблачной атмосфере Сатурна, где пары аммиака вымораживаются, образуется плотный слой тумана, скрывающего структуру поясов и зон, поэтому на Сатурне они не так четко видны, как на Юпитере Ось вращения Сатурна наклонена к плоскости его орбиты на 260 44", поэтому при его движении по орбите кольца меняет свою ориентацию по отношению к Земле. Кольца вращаются вокруг Сатурна.На расстоянии 19,2 а.е. от Солнца медленно движется по своей орбите Уран. Атмосфера Урана (но не Уран в целом, который сформировался из первоначальных твердых тел и различных углеводородных льдов) состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана. Зарегистрировано свечение атмосферы Урана в ультрафиолетовой области спектра, простирающееся на 50000 км от планеты и фотохимический смог около освещенного солнцем полюса. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Неполные кольца с различным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались, похоже, позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами.Четвертая планета, принадлежащая к планетам - гигантам, это планета Нептун, названная в честь римского бога морей (греческий бог-Посейдон). Проанализировав движение Урана он понял, что для объяснения неравенств в движении Урана необходимо допустить существование достаточно большой притягивающей массы Он указал также место, де эта масса должна быть. Так был открыт Нептун. Галилей видел Нептун, так как он отметил изменение расстояния между двумя опорными звездами. У Нептуна обнаружено магнитное поле, ось магнитных полюсов отклонена на 47 градусов от оси вращения планеты.Итак, уже давно астрономы знают, что планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Но даже самая массивная планета Солнечной системы - Юпитер - в 1 000 раз уступает в этом показателе Солнцу. В то же время, плотность планет-гигантов 3-7 раз уступает плотности планет земной группы. Именно отсутствие резкого перехода от газообразного состояния вещества в атмосфере к твердому или жидкому позволяет нам говорить о планетах-гигантах как о планетах без поверхности. Как было сказано, атмосфера каждого гиганта плавно переходит в жидкость, а та постепенно тоже уплотняется к центру планет.
План
Содержание
Введение
1. Юпитер
2. Сатурн
3. Уран
4. Нептун
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В группу планет гигантов входят: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Все эти планеты (и особенно Юпитер) имеют большие размеры и массы. Например, по объему Юпитер превосходит Землю почти в 1320 раз, а по массе - в 318 раз.
Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей; менее 10 ч требуется огромному Юпитеру, чтобы совершить один оборот. Причем экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные, т. е. там, где максимальны линейные скорости точек в их движении вокруг оси, максимальны и угловые скорости. Результат быстрого вращения - большое сжатие планет-гигантов (заметное при визуальных наблюдениях). Разность экваториального и полярного радиусов Земли составляет 21 км, а у Юпитера она равна 4400 км.
Планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.
Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; у Юпитера к середине 2001 года их обнаружено уже 28, Сатурна - 30, Урана - 21 и только у Нептуна - 8. Замечательная особенность планет-гигантов - кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Нептуна.
Важнейшая особенность строения планет-гигантов заключается в том, что эти планеты не имеют твердых поверхностей. Такое представление хорошо согласуется с малыми средними плотностями планет-гигантов, их химическим составом (они состоят в основном из легких элементов - водорода и гелия), быстрым зональным вращением и некоторыми другими данными. Следовательно, все, что удается рассмотреть на Юпитере и Сатурне (на более далеких планетах детали вообще не видны), происходит в протяженных атмосферах этих планет. На Юпитере даже в небольшие телескопы заметны полосы, вытянутые вдоль экватора. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы Юпитера в виде примесей встречаются химические соединения (например, метан и аммиак), углеводороды (этан, ацетилен), а также различные соединения (в том числе содержащие фосфор и серу), окрашивающие детали атмосферы в красно-коричневые и желтые цвета.
Таким образом, по своему химическому составу планеты-гиганты резко отличаются от планет земной группы. Это отличие связано с процессом образования планетной системы.
Вывод
Итак, уже давно астрономы знают, что планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Самый легкий гигант - Уран - в 14,5 раза массивнее Земли. Но даже самая массивная планета Солнечной системы - Юпитер - в 1 000 раз уступает в этом показателе Солнцу. Впрочем, надо сказать, что по астрономическим меркам эту разницу можно назвать значительной, но не огромной. В то же время, плотность планет-гигантов 3-7 раз уступает плотности планет земной группы. У планет-гигантов нет ни твердой, ни жидкой поверхности. Газы их обширных атмосфер, уплотняясь с приближением к центру, постепенно переходят в жидкое состояние. Именно отсутствие резкого перехода от газообразного состояния вещества в атмосфере к твердому или жидкому позволяет нам говорить о планетах-гигантах как о планетах без поверхности.
В центре гигантов есть твердое ядро, оно невелико относительно размеров планет, но больше, чем любая из планет земной группы. Как было сказано, атмосфера каждого гиганта плавно переходит в жидкость, а та постепенно тоже уплотняется к центру планет. Скорее всего, в недрах планет-гигантов, где высоки давление и температура, есть слой водорода, обладающего металлическими свойствами. Это необычное вещество не является в полной мере ни газообразным, ни твердым. Но оно обладает важным свойством: проводит электрический ток. Благодаря этому, планеты-гиганты обладают магнитным полем.
Почти все естественные спутники планет в Солнечной системе вращаются вокруг планет-гигантов. Точное их число еще не известно. Но лишь три из 102, известных на начало 2002 года спутников, имеют отношение к планетам земной группы. У Сатурна открыто 30 спутников, у Урана - 21, у Юпитера - 39, у Нептуна - 8. В наши дни эти данные меняются каждые несколько месяцев. Кроме спутников, все планеты-гиганты обладают кольцами - скоплениями мелких частиц, вращающихся вокруг планет и собравшихся вблизи плоскости их экваторов. Однако только Сатурн обладает внушительными по размерам кольцами. Остальные планеты-гиганты обладают лишь невнятными и еле различимыми колечками. Впрочем, планеты первой четверки не обладают и такими.
Список литературы
1. Астрономия и современная картина мира // Под ред. В.В.Казютинского. - М.: 2004. - 247 с.
2. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной. - М.: Наука, 2006.
3. Воронцов-Вельяминов Б.А.. Астрономия. - М.: Просвещение, 2004.
4. Детская энциклопедия "Мир небесных тел". - М.: 2006.
5. Дубнищева, Т. Я. Концепции современного естествознания: Учеб. для студентов высш. учеб. заведений. - Новосибирск: ЮКЭА, 2004. - 830 с.
6. Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космологии. - М.: 2003.
7. Климишин И.А. Астрономия наших дней. - М.: Наука, 2004.
8. Левитан Е.П. Астрономия. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. - М.: Просвещение, 1994.
9. Марченко А.Г.Астрономия. - СПБ.: 2004.
10. Прошлое и будущее Вселенной // Под ред. А.М. Черепащук. - М.: Наука, 2003.
11. Физика. Золотой Фонд. Энциклопедия. - М.: Большая Российская энциклопедия. - 2003.
12. Шама Д. Современная космология. Перевод с английского. - М.: 2001.
13. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. - М.: Наука, 1999.
14. Энциклопедический Словарь Юного Астронома (сост. Н. П. Ерпылев). -М.: Педагогика, 1986.