НА А ПЛАНЕТНА СИСТЕМА
69 4. Венера пере ува далі від Ñонця, ні Меркурій, але чому температура на
її повер ні ви а, ні на Меркурії
. Які докази того, о на повер ні Марса колись ула вода в рідкому ста- 6. а яки планета земної групи мо е існувати иттяні
70
Ìàë. 3.20. Ком іноване ото Юпітера з телескопа «Га л»
та з рентгенівського теле- скопа « андра»
Ìàë. 3.21. С ема кілець Юпітера: 1 — ãàëî, 2 — ãîëîâíå кі е — овні н авутинне кі е — Àìàëüòåÿ,
5 — драсте , 6 — Метіда — Òåáà
0,88 радіуса планети, де тиск становить 0,69 1011 а, а температура 6200 С, водень пере одить у рідкомолекулярний стан і е через 8000 км у рідкий металевий стан. оряд з воднем і гелі м шари містять невелику кількість ва ки елементів. У центрі Юпітера тверде ядро, о склада-
ться з оксидів кремнію, магнію та заліза з домішками. Внутрішн ядро діаметром 2 000 км металосилікатне, із часткою води, аміаку й мета- ну, оточене гелі м. емпература в центрі становить 2 000 С, а тиск
0 1011 а. ака висока температура поясню ться повільним гравітацій- ним стисканням планети.
а рівні при лизно 0,77 радіуса планети почина ться о олонка, де водень на ува властивостей металу. ут він стиска ться так сильно (4 1012 а), о електрони залишають свої атоми і вільно перемі уються.
е причиною появи магнітного поля Юпітера, напру еність якого на ме і мар у 12 разів ви а, ні у земного магнітного поля.
У 1979 р. космічні апарати «Вояд ер-1» і «Вояд ер-2» виявили в Юпітера кільця (мал. .21). Вони складаються з ду е дрі ни пилинок (0,2 200 мкм). і пилинки поступово падають в атмос еру Юпітера, а ї н місце займають інші, які утворюються під час зіткнення мали супутників, осо ливо Амальтеї, з метеоритними тілами.
Система кілець Юпітера сла кою та склада ться перева но з пилу.
овстий тор із частинок відомий як кільце-гало (англ. halo ring). Від- носно яскраве, ду е тонке головне кільце і два широки та сла ки зов- нішні кільця «павутинні кільця» (gossamer rings кільця тонкі і прозорі, як павутина), які названо за матеріалом супутників, які ї
ормують: Амальтеї та е и.
озмір пилинок у кільця різний, але пло а поперечного перерізу най ільша для нес ероїдальни частинок з радіусом лизько 1 мкм у всі кільця , крім кільця-гало. агальна маса системи кілець не відома, але це при лизно від 1011 äî 1016 кг. Вік системи кілець не відомий, але вони могли існувати з моменту остаточного ормування Юпітера.
2. С це друга за величиною планета-гігант, оточена гарними кільцями (мал. .22). иск планети помітно сплюснутий іля полюсів.
кваторіальний радіус планети дорівню 60 00 км, а полярний 4 400 км.
кваторіальний діаметр вер ньої ме і мар 120 6 км, а полярний на кілька сотень кілометрів менший. е спричинено тим, о в Сатурна най- менша густина з усі планет Сонячної системи. скільки ексцентриси-
1 2 3
4 5
6 7
НА А ПЛАНЕТНА СИСТЕМА
71 тет ор іти Сатурна дорівню 0,0 6, то
різниця у відстані до Сонця в перигелії та а елії становить 162 млн км.
Середня відстань мі Сатурном і Сон- цем становить 9, 8 а. о. (14 0 млн км).
Середня те ература на оверхні 170 С. у аючись із середньою швидкі- стю 9,69 км/с, Сатурн о ерта ться навколо Сонця при лизно за 29,46 року (10 7 9 днів). Відстань від Сатурна до емлі зміню ться в ме а від 8,0 до 11,1 а. о. (119 1660 млн км), середня відстань під час протистояння лизько 1280 млн км. Сатурн і Юпітер о ерта- ються май е в точному резонансі (2 : ).
еріодом о ертання Сатурна навколо осі вва ають 10 год 4 в 1 с. очне зна- чення періоду о ертання внутрішні частин планети залиша ться невідомим.
Природних у утників , най іль- ший з ни итан.
Кільця Сатурна (мал. .2 ) помітив е Галілео Галілей. У 1610 р. він виявив по о идва оки від диска не зро- зумілі придатки. Але лише Крістіан Гюйгенс у 16 6 р. розрізнив тонке
плоске кільце, о не стика ться з планетою. з емлі в телескоп мо на по ачити кілька кілець, відділени одне від одного темними промі ками.
а основі спектральни дослід ень у 189 р. науковець ри тарх о о ки (18 4 19 4) установив, о кільця не монолітні, а склада- ються з окреми дрі ни тіл.
ото, отримані космічними апаратами, показали, о кільця Сатурна утворені величезною кількістю кілець, о складаються із частинок кри- ги, пилу, кам яни уламків різни розмірів. Вони ру аються навколо планети, ні и супутники, і так лизько розмі ені одне до одного, о здалеку здаються суцільним поясом планети. ов ина кілець не переви-
у 2 км, а тов ина окремого кільця понад 0 м. Учені перед ачають, о в атмос ері Сатурна міститься 94 водню і 6 гелію (за о мом).
ого маса в 9 разів ільша за масу емлі, напру еність магнітного поля тро и сла ша від земного.
ло ина кілець розмі ена у пло ині екватора Сатурна, яка на илена під кутом 27 до пло ини ор іти. ід час ру у Сатурна по ор іті кільця, з ерігаючи поло ення у просторі, двічі за один о ерт планети навколо Сонця повернуті до емлі сво ю пло иною. скільки ї ня тов ина мала, то в невеликі телескопи ї в цей час не видно. іаметр по зовнішньому краю кільця становить 272 тис. км, а по внутрішньому 144 тис. км.
Сумарна маса кілець становить лизько 10 8 маси Сатурна.
3. третя за розмірами планета-гігант. ланета ма ду е гар- ні зеленувато- лакитнуваті кольори (мал. .24). ричина цього склад атмос ери планети та її температура.
а температури 217 С у вер ні шара воднево-гелі вої атмос ери Урана утворю ться метановий туман. Метан до ре поглина червоні про- мені й від ива лакитні й зелені. ому планета ма гарні ірюзові кольо- ри. В атмос ері Урана не спостеріга ться одни помітни з урень.
нколи Уран помітний неоз ро ним оком, він темнуватий і повільно ру а- ться, тому раніше його вва али ду е віддаленою зорею. Вісь о ертання
Ìàë. 3.22. Сатурн
Ìàë. 3.23. Сатурн та його кільця в ультра іо ле то вому спектрі (кольори підкреслюють роз од ення
імічної складової кілець)
72
Урана май е горизонтальна. апрямок о ертан- ня протиле ний до напрямку о ертання навколо Сонця. Уран ру а ться навколо Сонця май е коловою ор ітою (ексцентриситет 0,047), середня відстань від Сонця в 19 разів ільша, ні у ем- лі, і становить 2871 млн км. іа етр 1 000 км.
Середня те ература на оверхні 200 С. ло- ина ор іти на илена до екліптики під кутом 0,8 . дин о ерт навколо Сонця Уран здійсню за 84,01 земного року. еріод власного о ертан- ня Урана становить при лизно 17 годин. При родних у утників . е них кі е . У складі планети велика кількість льоду, тому її вва ають кри аним гігантом.
У 1977 р. уло відкрито кільця Урана. ото, зро лені «Вояд ером-2» у 1986 р., підтвердили ї н існування. Уран оточений одинадцятьма вузькими кільцями, о розмі уються в пло и- ні екватора на відстані від 42 до 1,4 тис. км (а о 1,6 2,02 радіуса) від центра планети. ипо- ва ширина кілець від 1 до 8 км, тільки в най ільшого вона зміню ться від 22 до 9 км. ов ина кілець не переви у 1 км. Кільця Урана скла- даються з дрі ного пилу й невелики тверди темни частинок.
Уран ва чий за емлю в 14, раза, о ро ить його найменш масивним з планет-гігантів Сонячної системи. Густина Урана 1,270 г/см3. Уран скла- да ться в основному з різни льодів водного, аміачного та метанового. ня маса за різними оцінками становить від 9, до 1 , земної маси.
Водень і гелій складають лише малу частку від загальної маси (мі 0, і 1, земної маси), інша частка (0, ,7 земної маси) припада на гірські породи, які становлять ядро планети.
Магнітне поле Урана ма цікаву осо ливість. Вісь о ертання планети май е з іга ться з пло иною ор іти, і лінії магнітного поля скручені о ертанням Урана в довгий ви ор за планетою. апру еність магнітного поля при лизно дорівню земній.
4. Н третя за масою планета Сонячної системи, ру а ться навколо Сонця май е коловою ор ітою. ептун став першою планетою, яку уло відкрито не за спостере еннями, а завдяки математичним роз- ра ункам у 1846 р.
Він розмі ений май е на краю Сонячної системи й одер у ду е мало сонячної енергії. Але, незва аючи на це, планета ду е активна. а ото ептуна до ре видно мари, о з являють- ся та зникають в атмос ері планети. У ептуна
Велика емна ляма (мал. .2 ), с о а за структурою на Велику ервону ляму Юпітера.
видкість вітру в атмос ері ептуна сяга рекордного значення 640 м/с. Атмос ера скла- да ться з водню, гелію і метану. У складі плане- ти значна кількість льоду. ланета нале ить до кри ани гігантів.
Маса ептуна в 17,2 раза, а діаметр екватора в ,9 раза ільші за земні (маса 1,024 1026 кг, екваторіальний радіус 24 764 км). ептун ру а ться навколо Сонця еліптичною, лизькою до колової, ор ітою (ексцентриситет 0,009). ого середня відстань від Сонця у 0 разів ільша, Ìàë. 3.25. ептун з Ве ли-
кою емною лямою лі во- руч. ото «Вояд ера-2»
Ìàë. 3.24. івденне кіль- це і яскрава мара на
півночі Урана (200 р.)
НА А ПЛАНЕТНА СИСТЕМА
7 ні у емлі, і становить при лизно 4497 млн км.
е означа , о світло від Сонця до ептуна йде тро и ільше ні 4 години. ривалість одного повного о ерту навколо Сонця 164,8 земного року. Власне о ертання досить швидке, до а на ептуні трива всього 16 годин. рискорення вільного падіння на повер ні ці ї планети в серед- ньому в 1,14 раза ільше за земне, серед планет Сонячної системи ільше ма лише Юпітер.
Середня густина ептуна (1,66 г/см3) май е втричі менша за земну. ептун ма магнітне поле, напру еність якого на полюса при лизно вдвічі ільша, ні на емлі. ективна темпера- тура повер ні планети становить лизько 8 К.
У центрі ядра ептуна температура сяга 7000 К при тиску 7 8 1011 а.
Природних у утників кі е .
рипу ення про існування кілець у еп туна уло висунуто в 1984 р. на основі спостере ень за перекриттям зір планетою. ри замкнути і одне незамкнуте кільце видно на ото, отримани космічним кора лем «Воя- д ер-2» у 1989 р. озмі уються кільця на відстані від 1,7 до 2, радіуса планети. ирина кілець 1700, 1 , 000 і 0 км відповідно. Вони склада- ються з дрі ни силікатни пилинок, о від ивають 6 сонячного світла.
Атмос ера ептуна склада ться з водню (при лизно 67 ), гелію ( 1 ) і метану (2 ). а вер ні шара 80 водню і 19 гелію. Крім ни , тако незначні домішки речовин: ацетилен 2H2, діацетилен 4H2, етилен C2H4 й етан 2H6, а тако чадний газ і молекулярний азот N2.
сновний шар мар (мал. .26) розмі ений на рівні тиску лизько атмос ер, він склада ться із замерзлого сірководню 2S, мо ливо, із невеликою домішкою аміаку N 3. емпература в цій о ласті становить лизько 100 К ( 17 ). Ви е від основного шару, у олодній прозорій атмос ері, конденсуються рідкісні ілі мари замерзлого метану 4. і мари підіймаються на висоту 0 1 0 км і відкидають тіні на основний марний покрив, як це видно на ото «Вояд ера-2».
и че від першого шару мар, на рівні тиску лизько 20 атмос ер і тем- ператури лизько 200 К ( 70 ), міститься другий шар мар з гідросуль і- ду амонію N 4S . е гли ше мари з водяного льоду.
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Ука іть відмінності основни ізични арактеристик планет-гігантів від планет земної групи.
2. Яка осо ливість о ертання планет-гігантів навколо осі 3. С арактеризуйте осо ливості удови планет-гігантів.
4. Яка най ільша планета Сонячної системи ва ить ільше від разом узя- ти інши планет і Місяця
. о являють со ою кільця планет ому іноді навіть у великі телескопи не видно кільця Сатурна Які спостере ення доводять, о кільце Сатур- на не суцільним