19.33 Планеты – гиганты – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Юпитер самая большая планета. Масса ее в 318 раз больше массы Земли, радиус 71400 км. Средняя плотность 1,3 г/см3. Ускорение силы тяжести 25 м/сек2, угловой диаметр около 40", оборот совершает за 9h 55" 40s. Температура в верхних слоях атмосферы ~ 130ºK. Заметными делаются экваториальные полосы и красное пятно на Юпитере. Красное пятно – это огромный бушующий уже сотни лет циклон. Твердая поверхность на Юпитере не обнаружена. Вероятно ее нет. Температура в ядре Юпитера достигает 10000ºK и он является мощным источником теплового, но особенно радиоизлучения на волне 10 м. Юпитер имеет мощное магнитное поле до 10 эрстед, большую магнитосферу с радиационными поясами. Радиоизображение Юпитера похоже на сферу с большими «ушами» по обе стороны.
Рис.42 Юпитер по снимку КА «Кассини», черное пятно тень спутника Каллисто.
Космические полеты к планетам – гигантам очень трудны, не только из – за больших космических скоростей для их достижения, но главное, солнечные батареи не могут вырабатывать требуемой энергии для жизнеобеспечения приборов спутника. Приходиться использовать радиоизотопные генераторы при малых затратах энергии многие годы. В 1972 году к Юпитеру запустили космический аппарат «Пионер – 10», в 1973 году к Сатурну – «Пионер – 11». В 1977 году «Вояджер 1», «Вояджер 2» с использованием гравитационного маневра, позволившего пролететь мимо Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и их спутников.
Сатурн расположен вдвое дальше, чем Юпитер. Год на нем 29,5 лет, день - 10h 14", R=60330, m ~ 95mz, g =11 м/сек, ρ =0,7г/см3 . Состоит в основном из H2 и He, но есть метан CH4, ацетелен C2H2, этан C2H6. Температура около 95ºK и около половины излучения – поток внутреннего тепла. Имеет магнитное поле 0,5 эрстед, красивую систему колец, состоящую из мелких тел и газа, и более 30 спутников.
Уран уже не виден без оптики. Звездная величина 5,8, угловой диаметр 4" зеленоватого цвета. Год 84 земных, день 17,24h. Наклон оси к орбите 98º, вращение обратное. R=26220 км, m=14,6 mz, ρ =1,55. Состоит из водорода и гелия, температура 55K. Имеет более 21 спутника и кольца.
Нептун очень похож на Уран. Год 165 лет, d =16,11h. Состав и магнитное поле такое же как у Урана. Имеет 8 спутников. Тритон (R=1353 км) относится к крупнейшим в Солнечной системе и движется вокруг планеты в обратном направлении.
Рис. 43 Модельное изображение поверхности Титана на фоне Сатурна на левой стороне. На правой стороне реальный снимок космическим зондом «Гюгенс» берега метанового озера.
10.4 Образование солнечной системы, космогонические гипотезы.
После установления механической картины мира Ньютона, появились гипотезы Канта, Лапласа, Джинса образования Солнечной системы из газопылевого облака. До них элементы этих гипотез высказывал Декарт, Бюффон. Позже эти гипотезы развил советский ученый О. Ю. Шмидт. Джинс считал, что газопылевое облако было вырвано из протосолнца, пронесшегося мимо звездой, но эта гипотеза не подвергалась новым данными, а получила развитие гипотеза Лапласа. Основными действующими силами были закон всемирного тяготения и центростремительные силы, делающие вращающееся облако плоским.
По современным данным газопылевое облако могло появилось от взрыва сверхновой звезды, находящейся на расстоянии до 10 парсек. Ударная волна нагребла в течение нескольких сотен лет облако газа и пыли и с двух сторон его наиболее плотную часть.
Из нее образовались облака размером 10000 а. с., которые за 100 тыс. лет распалось на фрагменты размером 1000 а.е.. Они за миллион лет сжались до десятков а. с., затем за 100 млн. лет превратилось во вращающийся диск с центром в протосолнце. Пылинки в диске все чаще сталкиваются, образуя все более крупные тела. Вокруг них начинают зарождаться новые планеты и спутники. В центральной части облака образовывается звезда и внутри нее температура достигает миллионов градусов, а давление миллион атмосфер. Атомы водорода теряют свою электронную оболочку, а ядра атомов мчатся с огромными скоростями и часто сталкиваются при чудовищном давлении. Загорается термоядерная реакция синтеза гелия из 4 – х ядер водорода. Загорается Солнце в центре диска. Солнечный ветер оттесняет более легкие элементы, прежде всего водород и гелий из центральной части облака пылинки и более тяжелые элементы: углерод, кислород, кремний, железо и другие элементы из которых формируются планеты Земной группы – Меркурий, Венера, Земля, Марс.
Рис. 44 Образование Солнечной системы.
Конечно это описание не установленная истина, а самая вероятная гипотеза. Существует множество вопросов и возможных вариантов. На них могут дать ответ только дальнейшие изучение строения. Солнца, планет и спутников. Нужны интенсивные космические исследования планет и спутников. Мощная служба Солнца и изучения внутреннего строения Земли.