Планеты земного типа
Планеты, относящиеся к земной группе - Меркурий, Венера, Земля, Марс - имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз превосходит плотность воды; они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их вообще нет, у Марса - два, у Земли - один).
Планеты земной группы обладают высокой плотностью и состоят преимущественно из силикатов и металлического железа (в отличие от газовых планет и каменно-ледяных карликовых планет, объектов пояса Койпера и облака Оорта). Наибольшая планета земной группы — Земля — более чем в 14 раз уступает по массе наименее массивной газовой планете — Урану, но при этом примерно в 400 раз массивнее наибольшего известного объекта пояса Койпера.
Планеты земной группы состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов.
Все планеты земной группы имеют следующее строение:
- в центре ядро из железа с примесью никеля.
- мантия, состоит из силикатов.
- кора, образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами. Из планет земной группы коры нет у Меркурия, что объясняют её разрушением в результате метеоритной бомбардировки. Земля отличается от других планет земной группы высокой степенью химической дифференциации вещества и широким распространением гранитов в коре.
Две дальние из планет земной группы (Земля и Марс) имеют спутники и (в отличие от всех планет-гигантов) ни одна из них не имеет колец.
Сходство планет земной группы не исключает
и некоторого различия. Например, Венера,
в отличие от других планет, вращается
в направлении, обратном ее движению
вокруг Солнца, причем в 243 раза медленнее
Земли.
Период обращения Меркурия (т. е. год этой
планеты) только на 1/3 больше периода его
вращения вокруг оси.
Углы наклона осей к плоскостям их орбит
у Земли и у Марса примерно одинаковы,
но совсем иные у Меркурия и Венеры. Такие
же, как у Земли, времена года есть, следовательно,
на Марсе, хотя почти в два раза продолжительнее,
чем на Земле.
Возможно к планетам земной группы отнести
и далекий Плутон - самую маленькую из
9 планет. Средний диаметр Плутона около
2260 км. Лишь вдвое меньше диаметр Харона
- спутника Плутона. Поэтому не исключено,
что система Плутон - Харон, как и система
Земля - Луна, представляет собой "двойную
планету".
Сходства и различия обнаруживаются также
в атмосферах планет земной группы. В отличие
от Меркурия, который, как и Луна, практически
лишен атмосферы, Венера и Марс обладают
ею.
Венера имеет очень плотную атмосферу,
в основном состоящую из углекислого газа
и сернистых соединений. Атмосфера Марса
наоборот чрезвычайно разрежена и также
бедна кислородом, азотом. Давление у поверхности
Венеры почти в 100 раз больше, а у Марса
почти в 150 раз меньше, чем у поверхности
Земли.
Температура у поверхности Венеры очень
высокая (около 500°С) и остается все время
почти одинаковой. Высокая температура
поверхности Венеры обусловлена парниковым
эффектом. Густая плотная атмосфера пропускает
лучи Солнца, но задерживает инфракрасное
тепловое излучение, идущее от нагретой
поверхности.
Газ в атмосферах планет земной группы
находится в непрерывном движении. Нередко
во время пылевых бурь, которые длятся
по нескольку месяцев, огромное количество
пыли поднимается в атмосферу Марса. Ураганные
ветры зафиксированы в атмосфере Венеры
на высотах, где расположен облачный слой
(от 50 до 70 км над поверхностью планеты),
но вблизи поверхности этой планеты скорость
ветра достигает всего лишь нескольких
метров в секунду.
Планеты земной группы, подобно Земле
и Луне, имеют твердые поверхности.
Поверхность Меркурия, изобилующая кратерами,
очень напоминает лунную. "Морей"
там меньше, чем на Луне, причем они небольшие.
Как и на Луне, большинство кратеров образовались
в результате падений метеоритов. Там,
где кратеров немного, мы видим сравнительно
молодые участки поверхности.
Каменистая пустыня и множество отдельных
камней видны на первых фототелевизионных
панорамах, переданных с поверхности Венеры
автоматическими станциями серии "Венера".
Радиолокационные наземные наблюдения
обнаружили на этой планете множество
неглубоких кратеров, диаметры которых
от 30 до 700 км. В целом эта планета оказалась
наиболее гладкой из всех планет земной
группы, хотя и на ней есть большие горные
массивы и протяженные возвышенности,
вдвое превышающие по размерам земной
Тибет.
Почти 2/3 поверхности Земли занимают океаны, но на поверхности Венеры и Меркурия воды нет.
Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.
Чаще всего упоминается как Мир, Голубая планета[1][2], или Терра (от лат. Terra). Единственное известное человеку на данный момент тело Солнечной системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми существами.
Научные данные указывают на то, что Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,54 миллиардов лет назад,[3][4][5][6] и вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник — Луну. Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. С тех пор биосфера Земли значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы, обусловив количественный рост аэробных организмов, так же как и формирование озонового слоя, который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию, тем самым сохраняя условия для жизни на Земле. Кора Земли разделена на несколько сегментов, или тектонических плит, которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет. Приблизительно 70,8 % поверхности планеты занимает Мировой океан[7], остальную часть поверхности занимают континенты и острова. Жидкая вода, необходимая для всех известных жизненных форм, не существует на поверхности какой-либо из известных планет и планетоидов Солнечной системы. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из толстого, относительно твёрдого слоя называемого мантией, которая покрывает жидкое внешнее ядро (которое и является источником магнитного поля Земли) и внутреннее твёрдое железное ядро.
Земля взаимодействует (притягивается
гравитационными силами)
с другими объектами в космосе,
включая Солнце и Луну.
Земля обращается вокруг Солнца и делает
вокруг него полный оборот примерно за
365,26 дней. Этот отрезок времени — сидерический год, который равен 365,26 солнечным суткам. Ось вращения Земли
наклонена на 23,4° относительно её орбитальной
плоскости, это вызывает сезонные изменения
на поверхности планеты с периодом в один тропический год (365,24 солнечных суток). Луна —
начала своё обращение на орбите вокруг
Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад,
что стабилизировало осевой наклон планеты
и является причиной приливов,
которые замедляют вращение Земли. Некоторые
теории полагают, что падения астероидов приводили к существенным
изменениям в окружающей среде и поверхности
Земли, в частности, массовые вымирания
различных видов живых существ[8].
Изобилует кратерами и поверхность Марса.
Особенно много их в южном полушарии планеты.
Темные области, занимающие значительную
часть поверхности планеты, получили название
морей. Диаметры некоторых морей превышают
2000 км. Возвышенности, напоминающие земные
континенты, представляющие собой светлые
поля оранжево-красного цвета, названы
материками. Как и на Венере, здесь есть
огромные вулканические конусы.
Высота наибольшего из них - Олимпуса -
превышает 25 км, диаметр кратера 90 км. Диаметр
основания этой гигантской конусообразной
горы более 500 км. О том, что миллионы лет
назад на Марсе происходили мощные вулканические
извержения и смещались поверхностные
пласты, свидетельствуют остатки лавовых
потоков, огромные разломы поверхности
(один из них - Маринер - тянется на 4000 км),
многочисленные ущелья и каньоны.
Марс — четвёртая по удалённости от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли. Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.
Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного). Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных.
У Марса есть два естественных спутника — Фобос и Деймос (в переводе с древнегреческого — «страх» и «ужас» — имена двух сыновей Ареса, сопровождавших его в бою), которые относительно малы (Фобос — 26×21 км, Деймос — 13 км в поперечнике)[5] и имеют неправильную форму.
Начиная с 1960-х
гг., непосредственным исследованием
Марса занимались АМС СССР
(программы «Марс»
и «Фобос»), ЕКА
и США (программы «Маринер»,
«Викинг»,
«Mars
Global Surveyor» и
другие).
Планеты-гиганты — четыре планеты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун; расположены за пределами кольца малых планет.
Эти планеты, имеющие ряд сходных физических характеристик, также называют внешними планетами. [1]
В отличие от твердотельных планет земной группы, все они являются газовыми планетами, обладают значительно большими размерами и массами (вследствие чего давление в их недрах значительно выше), более низкой средней плотностью (близкой к средней Солнечной, 1,4 г/см³), мощными атмосферами, быстрым вращением, а также кольцами (в то время как у планет земной группы таковых нет) и бо́льшим количеством спутников. Почти все эти характеристики убывают от Юпитера к Нептуну.
Газовая планета (планета-гигант, газовый гигант) — планета, имеющая значительную долю газа в своём составе (в основном водорода и гелия). Период вращения газовых планет вокруг своей оси достаточно невелик — 9–17 часов.
Гипотезы о внутреннем строении 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 (напоминающего жидкий металл, где протоны и электроны существуют раздельно), электротоки в котором порождают мощное магнитное поле планеты. Предполагается, 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 420 Кельвин (145 градусов Цельсия), давление — 24 атмосферы. Все газовые планеты Солнечной системы излучают заметно больше тепла, чем получают от Солнца. Вероятно, причина заключается в их постепенном сжатии, но некоторые учёные считают, что в недрах гигантских планет идут реакции термоядерного синтеза.
В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры со скоростями до тысяч километров в час. 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. Имеется Большое тёмное пятно на Нептуне, более мелкие пятна на Сатурне.
Для всех газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01 %. Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газо-пылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).
Газовыми могут являться лишь крупные планеты, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.
Юпитер — пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца.
Ряд атмосферных явлений на Юпитере — такие, как штормы, молнии, полярные сияния, — имеют масштабы, на порядки превосходящие земные. Примечательным образованием в атмосфере является Большое красное пятно — гигантский шторм, известный с XVII века.
Юпитер имеет, по крайней мере, 63 спутника, самые крупные из которых — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты Галилео Галилеем в 1610 году.
Исследования Юпитера проводятся при помощи наземных и орбитальных телескопов; с 1970-х годов к планете было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие.
Во время великих противостояний (одно из которых происходило в сентябре 2010 года) Юпитер виден невооружённым глазом как один из самых ярких объектов на ночном небосклоне после Луны и Венеры. Диск и спутники Юпитера являются популярными объектами наблюдения для астрономов-любителей , сделавших ряд открытий (например, кометы Шумейкеров-Леви, которая столкнулась с Юпитером в 1994 году, или исчезновения Южного экваториального пояса Юпитера в 2010 году) .
Сатурн — в основном Сатурн состоит из водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и «горных пород». Внутренняя область представляет собой небольшое ядро из горных пород и льда, покрытого тонким слоем металлического водорода и газообразным внешним слоем. Внешняя атмосфера планеты кажется спокойной и безмятежной, хотя иногда на ней появляются некоторые долговечные особенности. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч, что значительно больше, чем, например, на Юпитере. У Сатурна имеется планетарное магнитное поле, занимающее промежуточное звено по мощности между магнитным полем Земли и мощным полем Юпитера. Магнитное поле Сатурна простирается на 1 млн км в направлении Солнца. Ударная волна была зафиксирована Вояджером-1 на расстоянии в 26,2 радиуса Сатурна от самой планеты, магнитопауза расположена на расстоянии в 22,9 радиуса.
Сатурн обладает заметной кольцевой системой, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества горных пород и пыли. Вокруг планеты обращается 62 известных на данный момент спутника. Титан — самый крупный из них, а также второй по размерам спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера, Ганимеда), который превосходит по своим размерам планету Меркурий и обладает единственной среди множества спутников Солнечной системы плотной атмосферой.
Уран — седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе планета Солнечной системы. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана, отца Кроноса (в римской мифологии Сатурна) и, соответственно, деда Зевса.
Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа. Об открытии Урана Уильям Гершель объявил 13 марта 1781 года, тем самым впервые со времён античности расширив границы Солнечной системы в глазах человека. Несмотря на то, что порой Уран различим невооружённым глазом, ранние наблюдатели никогда не признавали Уран за планету из-за его тусклости и медленного движения по орбите.
В отличие от газовых гигантов — Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород, но зато много высокотемпературных модификаций льда — по этой причине специалисты выделили эти две планеты в отдельную категорию «ледяных гигантов». Основу атмосферы Урана составляют водород и гелий. Кроме того, в ней обнаружены следы метана и других углеводородов, а также облака изо льда, твёрдого аммиака и водорода. Это самая холодная планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой в 49 К (−224 °C). Полагают, что Уран имеет сложную слоистую структуру облаков, где вода составляет нижний слой, а метан — верхний. В отличие от Нептуна, недра Урана состоят в основном изо льдов и горных пород.
Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.
В 1986 году американский
космический аппарат «Вояджер-
Нептун — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Нептун также является четвёртой по диаметру и третьей по массе планетой. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли. Планета была названа в честь римского бога морей. Его астрономический символ - стилизованная версия трезубца Нептуна.
Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений. Обнаружение непредвиденных изменений в орбите Урана породило гипотезу о неизвестной планете, гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 12 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты 25 августа 1989 года.
Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда Уран и Нептун помещают в отдельную категорию «ледяных гигантов». Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит в себе более высокую пропорцию льдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты.
В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы, по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 2100 км/ч. Во время пролёта «Вояджера-2» в 1989 году в южном полушарии Нептуна было обнаружено так называемое Большое тёмное пятно, аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Температура Нептуна в верхних слоях атмосферы близка к −220 °C. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400 K до 7000—7100 °C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. У Нептуна есть слабая и фрагментированная кольцевая система, возможно, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году.
12 июля 2011 года исполнился
ровно один Нептунианский год или 164,79
земных лет — с момента открытия Нептуна
23 сентября 1846 года.
