Планети-гіганти та їх супутники

Міністерство  освіти та науки України

 

 

 

 

Реферат

 з астрономії  на тему:

 

Планети-гіганти  та їх супутники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав: Учень 11-го класу Загально-освітньої  школи  І-ІІІ ступенів №3 Музика Максим Геннадійович Перевірив: Вчитель астрономії Янко Анатолій Петрович

 

 

 

 

 

 

 

Гайворон-2013

 

 

План:

 

1. Загальна характеристика планет-гігантів.
2. Юпітер.
3. Сатурн.
4. Уран.
5. Нептун.
6. Плутон
7. Список використаної літератури:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Загальна характеристика планет-гігантів.

 

Планети-гіганти на відміну від планет земної групи не мають твердої поверхні, бо за хімічним складом (99 % Гідрогену і Гелію) і густиною ( 1 г/см³) вони нагадують зорі, а їх велика маса спричиняє нагрівання ядер до температури більшої ніж +10 000 °С . Крім того, планети-гіганти досить швидко обертаються навколо осі й мають велику кількість супутників.

Найбільшою загадкою усіх планет-гігантів (крім Урана), і насамперед Юпітера, є джерело внутрішньої енергії, яку випромінюють ці планети в  інфрачервоній частині спектра. Джерелом енергії не можуть бути термоядерні реакції, що протікають у надрах зір, бо маса планет-гігантів недостатня для перетворення їх у зорі. Не виключена можливість, що гіганти випромінюють зараз ту енергію, яка була накопичена під час утворення Сонячної системи кілька мільярдів років тому. Можливо, що у минулому Юпітер мав досить високу температуру на поверхні й світився на небі молодої Землі у 100 разів яскравіше від Місяця.

Планети-гіганти за хімічним складом  нагадують зорі, вони не мають твердої  поверхні, й тому на них ніколи не зроблять посадку пілотовані космічні кораблі. Під холодними хмарами гіганти мають гарячі надра, температура яких сягає десятків тисяч градусів. Однією з таємниць залишається джерело внутрішньої енергії планет-гігантів, бо всі вони, за винятком Урана, випромінюють у космос більше енергії, ніж отримують від Сонця.

Плутон відрізняється і від  планет-гігантів, і від планет земної групи — він більше нагадує  великі супутники планет-гігантів. За Плутоном можуть обертатися ще тисячі подібних холодних тіл.

Основна відмінність планет-гігантів від планет земної групи — їхні істотно більші маси і розміри. Водночас густини планет цієї групи значно менші, ніж у планет земної групи, що свідчить про різницю хімічного  складу. Всі планети-гіганти мають потужні воднево-гелієві атмосфери з домішками аміаку і метану (до 0,1%), а також великі системи супутників і кілець. Планети цієї групи обертаються навколо осі набагато швидше, ніж планети земної групи. При цьому кожна з них має помітно менший період обертання екваторіальних зон у порівнянні з приполюсними.

Такий закон обертання, типовий  для всіх газоподібних тіл, спостерігається і в Сонця. При цьому Юпітер і Сатурн та Уран і Нептун також досить чітко поділяються між собою на дві пари. Юпітер і Сатурн мають більші розміри, менші густини і менші періоди обертання, ніж Уран і Нептун.

Чіткий поділ планет-гігантів на дві групи — це дуже важливий експериментальний факт, який вимагає обов’язкового пояснення сучасною теорією походження і еволюції Сонячної системи.

 

Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун представляють  юпітерову групу планет, або групу  планет-гігантів. Планети - гіганти мають невелику щільність, короткий період добового обертання  і, отже, значне стискання біля полюсів; їх видимі поверхні добре відображають, або,інакше кажучи, розсіюють сонячні промені. Вже досить давно встановили, що атмосфери  планет-гігантів складаються з метану, аміаку, водню, гелію.

Особливості: У всіх планет-гігантів обертання  навколо осі досить швидке, а густина  мала. Внаслідок цього вони значно стиснуті. Усі планети-гіганти оточені потужними, великих розмірів атмосферами. Оскільки планети-гіганти дуже віддалені від Сонця, їх температура (принаймні над їхніми хмарами) дуже низька: на Юпітері —145 °С, на Сатурні —180 °С, на Урані й Нептуні ще нижча. Атмосфери планет-гігантів містять  переважно молекулярний водень, а  також метан СН4 і багато гелію, а в атмосфері Юпітера і Сатурна виявлено ще й аміак NН3. Для планет-гігантів характерна наявність  не тільки великої кількості супутників, а й кілець.

 

 

 

 

2.  Юпітер.

 

	Цілком природно, що серед планет-гігантів найкраще вивчені два найближчі  до нас - Юпітер і Сатурн. Юпі́тер — п'ята і найбільша планета Сонячної системи: більш ніж у два рази важча, ніж всі інші планети разом узяті і майже в 318 разів важча за Землю. Відстань Юпітера від Сонця змінюється, середня відстань 5,203 а. о. (778 млн. км). Відстань між Юпітером і Землею коливається від 588 до 967 млн. км. Видима зоряна величина коливається від -2,94m до -1,6m. Поряд з Сатурном, Ураном і Нептуном Юпітер класифікується як  газовий гігант.
	Атмосфера Юпітера воднево-гелієва (за обсягом співвідношення цих газів складають 89% водню і 11% гелію). Уся видима поверхня Юпітера — щільні хмари, розташовані на висоті близько 1000 км над «поверхнею», де газоподібний стан змінюється на рідкий і утворює численні шари жовто-коричневих, червоних і блакитнуватих відтінків. Температура зовнішнього хмарного покриву складає −133° С. На кордонах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, що приводить до утворення численних вихрових структур. Найвідомішим таким утворенням є Велика червона пляма, що спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.
	Юпітер має щонайменше 66 супутників, найбільші з яких — Іо, Європа, Ганімед і Каллісто — були відкриті Галілео Галілеєм у 1610 році. Дослідження Юпітера проводяться за допомогою наземних і орбітальних телескопів, з 1970-х років до планети було відправлено 8 міжпланетних апаратів НАСА: «Піонери»,«Вояджери», «Галілео» та інші. Каллісто на 50% складається з  водяного льоду.
	Кільця Юпітера Космічний апарат «Вояджер 1» у  березні 1979 м уперше сфотографував  систему слабких кілець. Кільця Юпітера темні (альбедо(відбивна здатність) — 0,05). і, імовірно, складаються з дуже невеликих твердих часток метеорної природи. Частки кілець Юпітера, швидше за все, не залишаються в них довго. Невеликі супутники Метис і  Адрастея, чиї орбіти лежать у межах кілець, — очевидні джерела таких поповнень. З Землі кільця Юпітера можуть бути помічені при спостереженні тільки в ІЧ-діапазоні.

 

 

Юпітер, який був названий на честь  наймогутнішого бога римської міфології, виявився найбільшою планетою Сонячної системи. Основними компонентами атмосфери Юпітера є водень — 86,1 % та гелій — 13,8 %, а у хмарах помічена присутність метану, аміаку та пари води. Верхній шар світлих хмар, де атмосферний тиск сягає 1 атм, має температуру -107 °С і складається з кристаликів аміаку. Шар хмар з домішками сірки, що розташований нижче, має червоний колір. Найнижче знаходяться хмари з пари води, які утворюються на глибині 80 км від верхніх світлих хмар. Температура і атмосферний тиск з глибиною поступово зростають.

Недавно з’явилися гіпотези про можливість існування життя у хмарах Юпітера, адже його атмосфера має всі компоненти, які були необхідні для появи життя на Землі. Деякі шари хмар є теплими та відносно комфортними для існування навіть земних мікроорганізмів.

На глибині 20 000 км водень перетворюється у металічний стан, і його фізичні властивості нагадують розплавлений метал, який добре проводить електричний струм. Такий агрегатний стан водню (густина 4 г/см³ при тискові 106 атм) на Землі не існує. Завдяки електричному струмові, що генерується у цій металевій оболонці, виникає сильне магнітне поле, тому навколо Юпітера утворюються радіаційні пояси, які в 10 разів інтенсивніші від земних. Юпітер є потужним джерелом радіовипромінювання. У центрі Юпітера існує тверде ядро, подібне за хімічним складом до планет земної групи, яке може складатися зі скельних порід.

Юпітер — найбільша планета  Сонячної системи, яка з періодом 11,86 земного року обертається навколо  Сонця на відстані близько 5,2 а. о. Юпітер швидше за всі інші планети обертається навколо своєї осі — зоряна доба на Юпітері триває 9 год 50 хв. Через швидке обертання його екваторіальний радіус (71 400 км) значно перевищує полярний (66 900 км) — планета помітно сплюснута біля полюсів. Маса Юпітера і сила тяжіння на його поверхні відповідно у 318 і 2,5 рази більші за земні показники. Середня густина становить 1,3 г/см³.

Навіть у невеликий телескоп на Юпітері добре помітні світлі та темні смуги, що простягаються  паралельно екватору. Вони порівняно  стійкі протягом днів та тижнів, але поступово змінюються впродовж років. Це вказує на їхню хмарову природу та на відносно стійкий тип атмосферної циркуляції. Смуги мають різноманітне забарвлення, що змінюється з часом. Період обертання Юпітера, визначений за рухом деталей, розташованих на різних широтах, виявляється різним: він збільшується з ростом широти. Отже, смуги в середніх широтах рухаються повільніше, ніж на екваторі.

У 1831 р. в південній півкулі Юпітера  було виявлено славнозвісну Велику Червону Пляму (ВЧП). Велика Червона Пляма, яка знаходиться в південній півкулі Юпітера і за розмірами майже вдвічі більша від Землі, є велетенським вихорем в атмосфері, у якому вітер дме з ураганною швидкістю до 100 м/с. Загадкою залишається те, що цей вихор, який помітили ще 300 років тому, існує до нашого часу.

Про неї було відомо й раніше,  бо є свідчення спостережень Гука, на малюнках якого, виконаних ще 1664-1672 рр.,  теж є пляма. ВЧП орієнтована вздовж паралелі й має розміри 15000×30 000 км, а сто років тому вони були удвічі більшими. Ця пляма — це потужний антициклон, що обертається проти годинникової стрілки. Обертання всередині плями відбувається за 6 земних діб. Виникнення та існування ВЧП пов’язане з різною швидкістю руху атмосферних мас, між якими вона знаходиться:   маси,   розташовані вище, рухаються проти годинникової стрілки повільніше, ніж, ті, що нижче. Через тертя верхня частина ВЧП трохи гальмується, а нижня — прискорюється, що і призводить до утворення цього на диво стійкого вихра.

В атмосфері Юпітера міститься близько 86 % водню, 14 % гелію, 0,07 % метану, 0,06 % аміаку, а також вода, ацетилен, фосфін. Хмари складаються в основному з аміаку.

В розрахунку на одиницю площі Юпітер отримує у 27 разів менше тепла  від Сонця, ніж Земля. Його верхні шари, відбиваючи 50 % сонячної енергії, повинні були б мати температуру близько 210 К, проте прямі вимірювання як наземними засобами, так і за допомогою космічних апаратів вказують на більшу температуру: вона на 17 К вища. Тобто надра планети дають свій власний потік енергії, в середньому удвічі більший, ніж вона отримує від Сонця. Цей додатковий потік тепла приводить до появи в атмосфері Юпітера бурхливих вертикальних течій з виносом догори гарячих мас газу, які після охолодження поринають назад.

Причиною переважання випромінюваної енергії над отриманою від Сонця можуть бути процеси гравітаційного стискування первинної речовини, з якої сформувався Юпітер. За своїми характеристиками Юпітер займає проміжне положення між планетними і зоряними утвореннями, і його остаточне формування ще й досі не завершилось.

Юпітер не має твердої поверхні. За підрахунками вже на глибині кількох тисяч кілометрів речовина атмосфери плавно переходить у газорідкий стан, ще глибше під ним залягає зона рідкого водню з гелієм, а ще глибше рідкий водень переходить у металічну фазу — перетворюється на метал, у якому протони і електрони існують окремо. Останній перехід відбувається стрибком; речовина, змінюючи свою фазу, стискається, при цьому і виділяється додаткова енергія.

У 1955 р. виявлено, що Юпітер є потужним джерелом радіовипромінювання. Планета має магнітне поле, напруженість якого у 50 разів більша, ніж у земного. Це поле формує навколо планети протяжну магнітосферу з декількома радіаційними поясами. Електрони, прискорені в магнітосфері планети, тут же гальмуються її магнітним полем, випромінюючи головним чином у радіодіапазоні.

Чотири із 63 супутників Юпітера  — Іо, Європа, Ганімед і Каллісто — ще у 1610 р. були відкриті Галілеєм, він же дав їм назви, а тому їх часто називають галілеєвими. В 1979 р. поблизу планети пройшли АМС «Вояджер-1» і «Вояджер-2» (США). Вони передали на Землю зображення планети і супутників з близьких відстаней. Особливо вражають поверхні галілеєвих супутників.

Поверхня Іо має жовтувато-червоний колір. На супутнику зареєстровано 7 діючих вулканів. Вулканічні процеси на Іо проходять досить бурхливо: продукти викиду (в основному це сполуки сірки) піднімаються на висоту до 300 км.

Практично вся поверхня Європи вкрита мережею тріщин, довжина яких в  окремих випадках сягає 1 500 км. Напевно, зовнішня оболонка Європи до глибин від 10 до 100 км складається з водяного льоду. Вона відбиває до 70% сонячного світла, а тому середня температура поверхні Європи нижча, ніж у Іо, і становить 120 К.

Ганімед — найбільший серед супутників Юпітера і взагалі у Сонячній системі. Існує припущення, що він значною мірою складається з води або льоду. Його поверхня відбиває до 40% сонячного світла і має температуру 140 К.

Каллісто — четвертий галілеєвий супутник, цікавий тим, що його відвернена від Юпітера сторона вкрита кратерами. Вважають, що їхній вік становить 4 млрд років, і виникли вони внаслідок потужного метеоритного бомбардування на ранній стадії існування Сонячної системи. Каллісто — темний супутник, бо його поверхня — лід, забруднений пилом відбиває лише 20% світла. Через це і температура на його поверхні найвища серед галілеєвих супутників — 150К.

Всі галілеєві супутники за своїми розмірами наближаються до планет, їхні середні густини більші, ніж у Юпітера, а періоди їхнього осьового обертання і обертання навколо Юпітера майже збігаються.

У березні 1979 р. «Вояджер-2» відкрив  навколо Юпітера кільце. Воно подібне  до кілець Сатурна, але значно менше  за розмірами і дуже тонке. Доречно  згадати, що думку про існування  у Юпітера кільця, а також існування на супутниках великих планет інтенсивних вулканічних процесів ще 1955 р. сміливо висловив київський астроном Сергій Костянтинович Всехсвятський (1905-1984). 

 

3. Сатурн.

 

	Сату́рн — шоста планета від сонця і друга за розмірами планета в Сонячній системі після Юпітера. Кваліфікується Сатурн як газовий  гігант. Сатурн був названий  в честь  римського бога землеробства. Символ Сатурна — серп (Юнікод: ♄). В основному Сатурн складається  з водню, з домішками  гелію  и слідами води, метану, аміаку і  важких елементів. Внутрішня область представляє собою невелике ядро із заліза, нікелю та льоду.
	Крупні супутники — Мімас, Енцелад, Тефія, Діона, Рея, Титан и Япет — були відкриті до 1789 , та по  сьогодні залишаються  основними цілями дослідженнь.
	Система кілець Сатурна або виникла  внаслідок руйнування супутника  планети, що колись існував (наприклад, при його зіткненні з іншими супутником чи астероїдом), або є залишком тієї речовини, з якої в далекому минулому утворилися супутники Сатурна і яка через припливну дію планети не змогла «зібратися» в окремі супутники.
	У теперішній час на орбіті Сатурна  знаходится автоматична міжпланетна  станція «Кассіні», яка була запущена в 1997 році  і досягла  системи Сатурна у 2004, в задачі котрої входить вивчення структури кілець, а також динамикі атмосфери і магнітосфери Сатурна. У 1997 р. до Сатурну була запущена  АМС «Кассіні-Гюйгенс», котра  після 7 років польоту  1 .07.2004 г. Досягнула системи Сатурна й вийшла на орбіту  планети. Основними задачами цієї міссії, разрахованій спочатку на 4 роки, було вивчення структури і  динаміки кілець і супутників, а також  вивчення динаміки атмосфери і магнітосферы Сатурна і детальне ивчення найкрупнішого супутника планети — Титана Потім  спеціальный європейский  зонд «Гюйгенс» відділився від аппарату і на парашюті 14.01.2005 року  спустився на поверхю Титана. Спуск заняв 2 години 28 хвилин. Під час  спуску «Гюйгенс» брав  проби атмосфери. Згідно інтерпретації даних з зонда «Гюйгенс», верхня частина  хмар складається з метанового льоду, а нижня — з рідкого метану і азоту.

 

Сатурн — найвіддаленішу планету, яку знали астрономи в стародавні часи, — назвали на честь батька головного бога Юпітера. Після винайдення телескопа виявили, що Сатурн є найкрасивішою планетою Сонячної системи, бо його казкове кільце зачаровує як дітей, так і дорослих. Сатурн не має того розмаїття кольорів, який ми спостерігаємо в атмосфері Юпітера, але структура атмосфери цих планет дуже схожа. Жовтуватого кольору верхнім шарам атмосфери Сатурна надають снігові хмари з аміаку. На глибині 300 км від верхніх шарів хмар знаходяться хмари води, де при підвищенні температури сніг перетворюється у дощ.

Середня густина Сатурна менша, ніж води, що свідчить про невелику кількість важких хімічних елементів у ядрі планети.

Сатурн, як і Юпітер, має магнітне поле, радіаційні пояси, та є джерелом радіовипромінювання.

Верхні шари хмар отримують енергію  як від Сонця, так і з глибини Сатурна. У результаті взаємодії цих потоків енергії виникають сильні вітри, що спрямовані чомусь переважно із заходу на схід і швидкість яких досягає 400 м/с. Через вітри утворюються темні смуги хмар, які розташовані паралельно екватору Сатурн теж випромінює у космос більше енергії, ніж отримує від Сонця.

Астрономи недавно виявили дефіцит  гелію в атмосфері Сатурна  в порівнянні з атмосферою Юпітера  і запропонували цікаву гіпотезу про можливе джерело його енергії. На Сатурні гелій не повністю розчиняється у водні, як це спостерігається на Юпітері, де вищі тиск і температура. У водневій атмосфері Сатурна гелій утворює краплі, які конденсуються в атмосфері як своєрідний туман і потім випадають у вигляді дощу. Такі гелієві опади у верхніх шарах атмосфери можуть бути джерелом внутрішньої енергії, бо більш густий гелій (в порівнянні з воднем) опускається ближче до центра. Таким чином, потенційна енергія крапель гелію перетворюється в кінетичну енергію, що призводить до підвищення температури в надрах. З часом гелієві дощі припиняться, тому температура на Сатурні знизиться.

Сатурн — друга планета-велетень і шоста числом планета в Сонячній системі. Майже у всьому подібна  до Юпітера Сонця з періодом 29,5 земних років на відстані близько 9,5 а. о. Зоряна доба на Сатурні триває 10 год 14 хв. Через швидке обертання він також сплюснутий біля полюсів: полярний радіус планети менший від екваторіального.

Як і в Юпітера, періоди обертання у різних широтах не однакові. Маса Сатурна в 95 разів більша за масу Землі, а сила тяжіння в 1,12 рази більша за земну.

Сатурн має на диво низьку густину, нижчу за густину води — лише 0,7 г/см³. І якби знайшовся такий велетенський океан з води, куди можна було б занурити Сатурн, він би не потонув. Така маленька густина свідчить про те, що. як і решта планет-гігантів, Сатурн переважно складається з водню і гелію.

Оскільки Сатурн знаходиться в 9,5 разів далі від Сонця, ніж Земля, то на одиницю площі він отримує в 90 разів менше тепла, ніж вона. Згідно з розрахунками температура зовнішнього шару хмарового покриву повинна становити 80 К, насправді ж температура атмосфери планети дорівнює 90 К. Отже, Сатурн, як і Юпітер, перебуває у стані повільного стискання.

На диску жовтуватого кольору  окремі деталі верхніх шарів атмосфери Сатурна проявляються значно слабкіше, ніж на Юпітері.

Та все ж при екваторіальні  смуги видно досить добре. Помітно  також, що приполярні зони здаються злегка зеленуватими. Окрім того, час від часу з’являються світлі й темні плями, завдяки яким і було визначено період обертання Сатурна. У верхніх шарах хмарового покриву спостерігаються сильні вітри, швидкість яких в екваторіальній зоні досягає 110 м/с.

Як і Юпітер, Сатурн має магнітне поле, радіаційні пояси, і є джерелом радіовипромінювання.

Серед планет-гігантів Сатурн найбільше  вражає уяву величною системою кілець,  які добре  видно  в простіший телескоп. Вони були відкриті X. Гюйгенсом ще у XVII ст. їхня площина лежить точно у площині екватора планети, нахиленій до площини екліптики під кутом 28,5°. Тому залежно від того, як зорієнтований Сатурн по відношенню до Землі, кільця видно максимально розкритими під тим же кутом, або, коли Земля знаходиться в площині кілець, їх взагалі не видно.

Кільця Сатурна мають складну  структуру. «Вояджер-1» і «Вояджер-2», які пролетіли повз Сатурн у 1980-1981 рр., передали на Землю зображення кілець з близької відстані. На фотографії видно, що кільця Сатурна складаються з сотень окремих вузьких кілець, розділених такими ж вузькими проміжками. Самі ж кільця складаються з окремих часток водяного крихкого снігу розмірами від дрібних пилинок до брил у 10-15 м завбільшки, які добре відбивають сонячне світло. Ширина кілець разом із найвіддаленішим дуже слабким кільцем, відкритим «Вояджером», становить 65 000 км, а товщина не перевищує 1 км.

Окрім кілець, Сатурн має 30 відомих  на сьогодні супутників. «Вояджери» передали на Землю зображення деяких із них. Як і всі інші тіла в Сонячній системі, що не мають атмосфери, вони вкриті безліччю кратерів. Найбільший супутник Сатурна, Титан, має потужну непрозору атмосферу товщиною до 200 км. Вона складається з азоту з домішками метану і водню. 

 

4. Уран.

 

	Ура́н — сьома від Сонця велика планета Сонячної системи, належить до планет-гігантів. Третя за діаметром та четверта за масою планета Сонячної системи. Була відкрита у 1781 році англійським астрономом Вільямом Гершелем. Планета названа ім'ям античного божества Урана, уособлення неба та піднебесного простору. Уран був батьком Кроноса (або Сатурна — у римському пантеоні).
	Уран має 27 супутників та систему кілець. Всі супутники отримали назви на честь персонажів творів Вільяма Шекспіра та Александра Поупа.
	Кільця Урану — система планетних кілець, що оточують Уран. Серед інших систем кілець вона займає проміжне положення за складністю будови між розвиненішою системою кілець Сатурна й простими системами кілець Юпітера та Нептуна.

 

Названий на честь бога неба Уран є по-справжньому блакитною планетою. Існує одна особливість, яка виділяє Уран з усіх планет Сонячної системи: його екватор нахилений до площини орбіти під кутом 98°. Такий великий кут нахилу призводить до унікальної у Сонячній системі зміни пір року — полярні кола знаходяться майже на екваторі, а тропіки — біля полюсів. Це означає, що Сонце освітлює один з полюсів планети майже 42 земні роки, в той час як на іншому полюсі стільки ж триває полярна ніч. Правда, спеки там не буває, бо Уран отримує від Сонця набагато менше енергії, ніж Земля, і температура верхніх шарів атмосфери не піднімається вище -215 °С.

Астрономи довгий час спостерігали за Ураном, але не виявили суттєвих змін кольорів або утворень в атмосфері. Можливо, що смуги з’являються тільки весною або восени, коли освітлені  дві півкулі планети. Вісь обертання Урана лежить майже у площині орбіти, тому там тропіки збігаються з полярним колом. Тривалість сезонів на Урані 21 земний рік. Осьове обертання Урана, як і Венери, відбувається у напрямку, протилежному напрямку обертання інших планет Сонячної системи.    Уран   був    відкритий англійським астрономом В. Гершелем 1781 р., Так було відомо, що Уран — це планета, майже у- 4 рази більша за Землю. Вона рухається навколо Сонця з періодом 84 земних роки на відстані 19,2 а. о. і має екваторіальний період обертання навколо осі 17 год 14 хв. Нахил її осі обертання до площини орбіти становить 98°, тобто Уран рухається навколо Сонця «лежачи на боці» та ще й обертається, як і Венера, у зворотному напрямку. Маса Урана у 14,6 рази більша за земну, а екваторіальний радіус становить 25 600 км. Середня густина Урана — 1,19 г/см³. Виходячи з останніх даних, робляться припущення, що Уран на 50 % складається з водяного льоду, на 40 % — з різних кам’янистих порід і на 10 % — з водню та інших газів.

Вважається, що Уран має складну шарувату структуру  хмар, де вода складає нижній шар, а  метан — верхній.

Як  і у інших газових гігантів Сонячної системи, в Урана є система кілець та магнітосфера. Крім того, навколо нього обертаються 27 супутників. Орієнтація Урана в просторі відрізняється від інших планет Сонячної системи — його вісь обертання лежить як би «на боці» відносно плоскості обертання цієї планети довкола Сонця. Внаслідок цього планета буває обернена до Сонця то північним полюсом, то південним, то екватором, то середніми широтами.

У 1977 р. при покритті Ураном зорі у нього  було відкрито 5 вузьких кілець. Згодом з’ясувалося, що їх 9. А при прольоті АМС «Вояджер-2» було виявлено слабке десяте кільце. Кільця Урана дуже вузькі, 1-10 км завширшки, і тільки зовнішнє кільце в найширшій частині досягає 96 км. Мабуть, вони складаються з дрібного темного пилового матеріалу, бо погано відбивають сонячне світло. Товщина кілець — кілька десятків метрів. Після прольоту АМС стала відомою геологічна будова п’яти великих супутників Урана: Аріеля, Умбріеля, Титанії, Оберона і Міранди. Було відкрито ще 12 супутників, які мають вигляд безформних брил невеликих розмірів від 10 до 100 км.

У 1986 році американський космічний апарат «Вояджер-2» передав на Землю знімки Урана, які він зробив пролітаючи на відстані у 81 500 кілометрів від планети. На них видно «невиразна», у видимому спектрі, планета без хмар та атмосферних штормів, характерних для інших планет-гігантів. Проте наразі наземними спостереженнями вдалося розрізнити ознаки сезонних змін та збільшення погодної активності на планеті, викликаних наближенням Урана до точки свого рівнодення. Швидкість вітрів на Урані може досягати 240 м/с.

Уран має 27 супутників та систему кілець. Всі супутники отримали назви на честь персонажів творів Вільяма Шекспіра та Александра Поупа. Перші два супутники — Титанію і Оберон — 1787 року відкрив Вільям Гершель. Ще два сферичні супутники (Аріель та Умбріель) були відкриті 1851 року Вільямом Ласселом. 1948 року Джерард Койпер відкрив Міранду. Останні супутники були відкриті після 1985 р., під час місії «Вояджера-2», або за допомогою вдосконалених наземних телескопів.

Супутники Урана можна поділити на три групи: тринадцять внутрішніх, п'ять великих, дев'ять нерегулярних супутників.

Внутрішні супутники — невеликі, темні об'єкти, схожі за характеристиками та походженням на кільця планети. П'ять великих супутників досить масивні, щоб гідростатична рівновага надала їм сфероїдальної форми. На чотирьох з них помічено ознаки внутрішньої і зовнішньої активності, такі як формування каньйонів і гіпотетичний вулканізм на поверхні. Найбільший з них, Титанія, має в діаметрі 1578 км і є восьмим за величиною супутником у Сонячній системі. Її маса у 20 разів менша земного Місяця. Нерегулярні супутники Урана мають еліптичні і дуже нахилені (здебільшого ретроградні) орбіти на великій відстані від планети.

Кільця Урану — система планетних кілець, що оточують Уран. Серед інших систем кілець вона займає проміжне положення за складністю будови між розвиненішою системою кілець Сатурна й простими системами кілець Юпітера та Нептуна.

Перші кільця Урана було відкрито 10 березня 1977 року Джеймсом Елліотом, Едвардом Данхемом і Дугласом Минка. За 200 років до цього Вільям Гершель повідомляв про спостереження кілець у Урана, проте сучасні астрономи сумніваються у можливості такого відкриття, тому що кільця дуже слабкі й темні і не могли бути виявлені за допомогою астрономічного обладнання того часу^[1]. Ще два кільця було виявлено «Вояджером-2» 1986 року, ще два зовнішніх кільця було виявлено телескопом «Хаббл» у 2003-2005 роках.

Станом на 2008 рік відомо 13 окремих кілець. У порядку збільшення відстані від планети вони розташовані так: 1986U2R / ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν і μ. Мінімальний радіус має кільце 1986U2R / ζ (38 000 км), максимальний - кільце μ (приблизно 98 000 км). Між основними кільцями можуть бути слабкі пилові кільцеві скупчення й незамкнені дуги. Кільця надзвичайно темні, альбедо Бонда для їх часток не перевищує 2%. Ймовірно, вони складаються з водяного льоду з включеннями органіки.

Більшість кілець Урана непрозорі, їх ширина не більше декількох кілометрів. У цілому, кільцева система містить  не багато пилу, вона складається в  основному з великих об'єктів  діаметром від 20 сантиметрів до 20 метрів. Однак деякі кільця оптично тонкі: широке тьмяне 1986U2R / ζ, μ та ν складаються з дрібних частинок пилу, тоді як вузьке тьмяне λ містить великі тіла. Відносно невелика кількість пилу в кільцевій системі пояснюється аеродинамічним опором протяжної екзосфери - корони Урана.

Вважається, що кільця Урана відносно молоді, їхній вік не перевищує 600 мільйонів років. Кільцева система Урана, ймовірно, походить від зіткнень супутників, які раніше оберталися навколо планети. У результаті зіткнень супутники, ймовірно, поступово розбивалися на дрібніші частинки, які тепер існують як кільця в чітко визначених зонах максимальної гравітаційної стабільності.

Досі не зрозумілий механізм, що утримує вузькі кільця в їх межах. Спочатку вважалося, що в кожного вузького кільця є пара «супутників-пастухів», які й підтримують його форму, але 1986 року Вояджер—2 знайшов тільки одну пару таких супутників (Корделію й Офелію) навколо найяскравішого кільця ε.

 

5. Нептун.

 

	Непту́н — восьма за віддаленістю від Сонця, четверта за розміром і третя за масою планета Сонячної системи, що належить до планет-гігантів. Її орбіта перетинається з орбітою Плутона в деяких місцях. Також орбіту Нептуна перетинає комета Галлея. Маса Нептуна у 17,2 рази, а діаметр екватора у 3,9 рази більший за Землю. Планета названа на честь римського бога морів. Його астрономічний символ  — стилізована версія тризубця Нептуна.
	Нептун також має кільця — два широких і два вузьких. Їх було відкрито під час затемнення Нептуном однієї з зірок 1981 року. Подібно Урановим і Юпітеровим, кільця Нептуна дуже темні і будова їх невідома. Але це не перешкоджало дати їм назви: зовнішнє — Адамс (яке містить три дуги, що виділяються, які чомусь охрестили Свободою, Рівністю і Братерством), потім — безіменне кільце, що збігається з орбітою супутника Нептуна Галатеї, слідом — Левер'є (чиї зовнішні розширення названі Ласель і Араго), і, нарешті, слабке, але широке кільце Галле.
	В 1989 році Велика темна пляма, стійкий шторм-антициклон розмірами 13 000 × 6600 км[8], був відкритий апаратом НАСА «Вояджер-2». Цей атмосферний шторм нагадував Велику червону пляму Юпітера, однак 2 листопада 1994 року космічний телескоп «Габбл» не виявив його на колишньому місці. Замість нього нове схоже утворення було виявлено в північній півкулі планети. «Темні плями» Нептуна, як вважають, народжуються в тропосфері на більш низьких висотах, ніж більш яскраві й помітні хмари[20]. Таким чином, вони здаються своєрідними дірами у верхньому хмарному шарі. Оскільки ці шторми носять стійкий характер та можуть існувати протягом декількох місяців, вони, як вважається, мають вихорну структуру[21]. Часто зв'язуються з темними плямами більш яскраві, постійні хмари метану, які формуються в тропопаузі