Was ist im Inneren des Gasriesen. Jupiter

1910

Gasriesen werden Planeten genannt, deren Großteil aus Gasen verschiedener Art besteht. Diese Gase sind überwiegend Wasserstoff und Helium. In geringerem Maße ist das Vorhandensein von Ammoniak und Methan und manchmal Stickstoff möglich. Solche Planeten zeichnen sich normalerweise durch niedrige Temperaturen und hohen Druck in der Atmosphäre aus.

Die Hauptmerkmale der Gasriesen:

Sie haben eine geringe Dichte. Somit haben sie für uns keine feste Oberfläche im üblichen Sinne.
Sie haben eine extrem kurze Periode der täglichen Rotation. Sie beträgt ungefähr 9 bis 17 Stunden, was nach irdischen Maßstäben sehr klein ist.
Durch die schnelle Rotation werden sie im Bereich der Pole in der Regel gestaucht oder abgeflacht.
Sie streuen die Sonnenstrahlen gut.

Die Struktur von Gasriesen

Die Struktur von Gasplaneten besteht aus mehreren Schichten:

gasförmig (dargestellt in Form von Wolken);
durch hohen Druck entstehendes Flüssiggas;
metallisches Gas (hier entsteht ein elektromagnetisches Feld);
ein kleiner Kern, der Metall oder Stein sein kann.

Gasplaneten zeichnen sich durch starke Winde in ihrer Atmosphäre aus, die Tausende von Kilometern erreichen. Sowie stabile Riesenwirbelstürme, die es seit mehr als hundert Jahren gibt.

Nach modernen Daten sind die meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, also Exoplaneten, Gas. Es gibt jetzt ungefähr hundert Milliarden von ihnen in unserer Galaxie.

Gasriesen des Sonnensystems

Alle Planeten unseres Sonnensystems sind normalerweise in zwei Teile unterteilt: einen äußeren und einen inneren. Die Gasriesen werden durch eine Gruppe repräsentiert, die in der Wissenschaft als „äußere Planeten“ bekannt ist. Es umfasst Neptun, Uranus, Saturn und Jupiter. Sie sind weiter von der Sonne entfernt als die anderen - die inneren Planeten - und durch einen Asteroidengürtel von ihnen getrennt.

Äußere Planeten haben eine Reihe gemeinsamer Unterscheidungsmerkmale:

Beträchtliche Entfernung von der Sonne.
Das Vorhandensein starker Magnetfelder.
Große Größe und Gewicht.
Das Vorhandensein vieler Satelliten auf der ganzen Welt.
Niedrige Temperaturen.
Das Vorhandensein von Ringsystemen, die den Planeten umgeben.

Der größte der äußeren Planeten ist Jupiter. Es ist das fünfte in der Entfernung von der Sonne. Es hat eine Atmosphäre, die hauptsächlich aus Wasserstoff und elf Prozent Helium besteht. Das Vorhandensein von Schwefel und Phosphor verleiht dem Erscheinungsbild des Planeten eine schöne orange Farbe. In den unteren Schichten befindet sich ein mit flüssigem Wasserstoff gefüllter Ozean.

Hier gibt es klassische Anzeichen für Gasplaneten: starke Winde und lange (bis zu dreihundert Jahre bestehende) Wirbelstürme. Der gigantischste der letzteren ist der Große Rote Fleck. Seine Abmessungen sind um ein Vielfaches größer als die der Erde.

Der Planet hat ein starkes Magnetfeld von 650 Millionen Kilometern. Achtundzwanzig Satelliten rotieren in seiner Zone.

Der nächste Gasriese des äußeren Systems ist Saturn. Der Planet ist der zweitgrößte in unserem Sonnensystem. Seine Rotationszeit ist sehr kurz - etwas mehr als 10 Stunden. In der Größe ist es Jupiter etwas unterlegen. Aber nach Gewicht - dreimal.

Die Zusammensetzung von Saturn umfasst hauptsächlich Wasserstoff, Helium, Ammoniak, Methan und in geringem Umfang sind Reste von Wasser vorhanden.

Der berühmte Saturnring, der ihn am Äquator umgibt, ist kein Ganzes. Seine äußeren Schichten umkreisen den Planeten viel langsamer als die inneren. Sie bestehen in ihrer Struktur aus kleinsten Eispartikeln unter Zugabe von Silikatstaub. In der Breite können sie achtzigtausend Kilometer erreichen. Die Dicke der Ringe ist viel geringer - nicht mehr als einen Kilometer.

Die Jahreslänge auf dem Saturn ist 29,5-mal länger als auf der Erde. Während des Jahreszyklus ist das Aussehen der Ringe eines Himmelskörpers von der Erde sehr unterschiedlich.

Die Tagundnachtgleiche ist durch die Beendigung der Möglichkeit ihrer Beobachtung gekennzeichnet. Das heißt, sie sind von unserem Planeten aus praktisch nicht mehr sichtbar, mit Ausnahme einer kleinen Linie. Danach werden die Ringe über einen Zeitraum von sieben Jahren immer breiter und erreichen ihre maximale visuelle Größe, wenn die Sonnenwende eintritt. Dann wiederholt sich der Zyklus.

Saturn hat zweiundsechzig Monde. Ihre Zusammensetzung wird durch Felsen und Eis dargestellt, und ihre Größe ist normalerweise klein. Einer seiner Satelliten, Titan, der seinen Namen für die maximale Größe im Vergleich zu anderen erhielt, hat eine dichte Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff mit dem Zusatz von Methan besteht. Wissenschaftler vermuten, dass solche Bedingungen auf der Erde während der Zeit des Erscheinens von Leben auf ihr existieren könnten.

Der Planet neben Saturn ist Uranus. Er wurde im 17. Jahrhundert entdeckt und ist der viertgrößte im Sonnensystem.

Ein Jahr auf Uranus ist 84-mal länger als ein Erdjahr und dreht sich in nur siebzehn Stunden um seine eigene Achse. In der Zusammensetzung von Uranus haben Wissenschaftler im Gegensatz zu den meisten anderen Planeten außer Neptun keinen metallischen Wasserstoff gefunden. Allerdings wurde dort ein großer Prozentsatz an Eis gefunden. Daher wurde der Planet wie Neptun als Eisriese eingestuft.

In seiner Wasserstoff-Helium-Atmosphäre wurden Verunreinigungen von Methan, Ammoniak und Wasserstoff gefunden.

Uranus ist der kälteste Planet im Sonnensystem. Mit einer Temperatur von 224 Grad Celsius ist es völlig unbewohnbar.

Das Vorhandensein schwach ausgeprägter Ringe auf Uranus ist unbestritten. Gleichzeitig haben die äußeren Ringformationen eine hellere Farbe.

Ein Merkmal von Uranus ist seine Eigenschaft, sich in horizontaler Position zu drehen, als ob er auf seiner "Seite" liegen würde. Siebenundzwanzig Satelliten des Planeten sind nach den Helden der Werke von W. Shakespeare und A. Pope benannt.

Der letzte und kleinste der äußeren Gasriesen ist Neptun. Von der Erde aus nicht sichtbar, hat es eine einzigartige Entdeckungsgeschichte, da es zunächst nicht visuell, sondern mit Hilfe mathematischer Berechnungen entdeckt wurde. Grund dafür waren Veränderungen in der Umlaufbahn des Uranus und die Annahme, dass diese durch den Einfluss der Gravitation eines unbekannten Planeten verursacht werden.

Neptun hat eine ähnliche Zusammensetzung wie Uranus. Dies veranlasste Wissenschaftler, es den Eisriesen zuzuschreiben. Die Oberfläche des Planeten ist ein Ozean aus Wasser und verflüssigten Gasen. Ein Jahr auf dem Planeten entspricht etwa 165 Erdenjahren. Ein Tag dauert etwa 16 Stunden.

Aufgrund der inneren Energiequelle Neptun entstehen auf ihm die stärksten Winde im Sonnensystem. Sie können 2100 Kilometer pro Stunde erreichen. Die Atmosphäre des Planeten ist von anhaltenden Stürmen geprägt, die mehrere Monate andauern.

Auf Neptun wurden schwach ausgeprägte Ringe mit einem rötlichen Farbton entdeckt. Es wird angenommen, dass es durch das Vorhandensein von Menschen mit Eis und Silikat in ihrer Zusammensetzung gegeben ist, Kohlenstoff.

Neptun hat mit einer Länge von 650.000 Kilometern das stärkste Magnetfeld. Im Gegensatz zur Erde weicht ihre Umlaufbahn jedoch um 47 Grad von der Rotationsachse des Planeten selbst ab.

Von den vierzehn Neptunmonden ist Triton der größte.

Derzeit gibt es unter Wissenschaftlern auch eine Theorie, dass es in unserem Sonnensystem einen anderen Planeten gab, der ein Gasriese war. Aber unter dem Einfluss von Jupiters Schwerkraft musste sie sich außerhalb des Anziehungsgebiets der Sonne befinden.

größte Gasriese

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde der größte Planet des Universums entdeckt, der auch ein Gasriese ist. Sie erhielt den Namen TrES-4. Es befindet sich im Sternbild Herkules, in einer Entfernung von 1600 Lichtjahren von unserem Planeten. Der Himmelskörper ist zwanzigmal größer als die Erde. Er ist 1,7-mal größer als Jupiter im Durchmesser, aber nur dreimal so massereich. Ein Tag auf TrES-4 entspricht dreieinhalb Erdtagen.

Aufgrund der Nähe zum Mutterstern ist die Temperatur auf dem Planeten extrem hoch und erreicht etwa 1260 Grad. Deshalb, und auch wegen der geringen Masse, wird es ständig erweitert. TrES-4 kann die Atmosphäre nicht enthalten. Ein Teil davon verdunstet ständig und verwandelt sich in einen Schweif, wie er einen Kometen begleitet.

Jeder große Planet kann als Riese klassifiziert werden. Solche Planeten bestehen hauptsächlich aus Substanzen mit niedrigen Siedepunkten wie Eis und Gasen, obwohl es Riesenplaneten wie die Erde gibt. Zu den Riesenplaneten des Sonnensystems, die auch als äußere Planeten bezeichnet werden, gehören Jupiter, Neptun, Uranus und Saturn. Der Ausdruck „Gasriese“ wurde erstmals 1952 von James Blish, einem Science-Fiction-Autor, verwendet.

Die vier größten Planeten im Sonnensystem sind:

Jupiter

Die Masse des Jupiter ist 2,5-mal schwerer als die Gesamtmasse der anderen und beträgt ein Tausendstel der Sonnenmasse. Jupiter ist ein Gasriese, der hauptsächlich aus Wasserstoff und einem Viertel seiner Masse aus Helium besteht. Die schnelle Rotation hat die Form des Planeten beeinflusst und ihn abgeflacht, kugelförmig gemacht. Jupiters Durchmesser am Äquator beträgt 142.984 km. Jupiter hat die Gedanken der Astronomen seit der Antike fasziniert, und die Römer gaben ihm sogar einen Namen zu Ehren ihrer Hauptgottheit Jupiter. Der Planet hat mindestens 69 Monde (Satelliten), und der größte von ihnen, Ganymed, gilt als der größte im Sonnensystem und hat einen größeren Durchmesser als Merkur.

Saturn

Saturn ist wie Jupiter ein Gasriese, der ebenfalls aus Helium und Wasserstoff entsteht. Sie zeichnet sich durch ihr Ringsystem aus, das neben 3 unterbrochenen Bögen auch 9 durchgehende Primärringe umfasst. Der Planet hat mindestens 62 Monde, von denen 53 offiziell benannt sind. Diese Zahl schließt die Hunderte von Mondzonen aus, aus denen die Ringe bestehen. Der größte der Saturnmonde ist Titan, der zweitgrößte Mond in unserem System. Saturn ist etwa 30 % weniger dicht als Wasser. Jupiter und Saturn machen zusammen 92 % der Gesamtmasse der Planeten im Sonnensystem aus.

Uranus

Uranus wird als Eisriese klassifiziert, und obwohl er von Wasserstoff und Helium dominiert wird, hat er mehr "Eis", einschließlich Methan, Wasser und Ammoniak. Uranus wurde nach dem griechischen Himmelsgott Ouranos benannt. Der Planet hat 27 Satelliten, eine Magnetosphäre und ein Ringsystem. Das Temperaturminimum von Uranus wird auf -223 Grad Celsius geschätzt, was seine Atmosphäre ausmacht. Uranus macht alle 84 Jahre eine vollständige Umdrehung um die Sonne, und die durchschnittliche Entfernung zu einem Stern beträgt 20 astronomische Einheiten. Die Masse von Uranus beträgt etwas mehr als das vierzehneinhalbfache der Masse der Erde.

Neptun

Die Masse von Neptun ist siebzehnmal so groß wie die der Erde. Neptun gilt als der einzige Planet im Sonnensystem, der eher durch mathematische Berechnungen als durch empirische Beobachtungen entdeckt wurde. Johann Galle war der erste Mensch, der am 23. September 1846 einen Planeten durch ein Teleskop identifizierte, und er verließ sich auf die Vorhersagen von Urban Le Verrier. Der größte Satellit von Neptun - Triton - wurde nur zweieinhalb Wochen nach dem Planeten selbst entdeckt, obwohl die verbleibenden 13 Satelliten erst im 20. Jahrhundert mit einem Teleskop identifiziert wurden. Die beträchtliche Entfernung von der Erde zum Neptun macht ihn sehr klein, was es schwierig macht, den Planeten durch ein Teleskop zu untersuchen. Fortschrittliche moderne Teleskope mit adaptiver Optik haben es einfacher gemacht, zusätzliche Informationen aus der Ferne zu erhalten. Die Atmosphäre von Neptun weist sichtbare und aktive Wettermuster auf, während die Temperaturen im Zentrum des Planeten auf 5.100 Grad Celsius geschätzt werden.

In unserem Sonnensystem gibt es zwei Arten von Planeten. Dies sind die terrestrischen Planeten und Gasriesen.

Die Planeten der ersten Art (Merkur, Venus, Erde und Mars) sind innere Planeten und befinden sich näher an der Sonne. Sie bestehen fast ausschließlich aus festem Felsgestein und können ein kleines Verhältnis von Gasen und Atmosphäre zu ihrer Masse haben, eine kleine Masse und Größe im Vergleich zu Gasplaneten haben.

Die Gasplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) bestehen überwiegend aus Gasen und sind in Masse und Größe viel größer. Es ist schwer zu sagen, wo genau die Atmosphäre endet und der Planet selbst beginnt. Es wird angenommen, dass sich in jedem Riesen ein fester felsiger Metallkern befindet.

Jeder Planet hat eine Reihe erstaunlicher und gleichzeitig einzigartiger Merkmale, mit denen ich Ihnen vorschlage, sich jetzt vertraut zu machen. So lass uns gehen!

Jupiter: Schwerkraft und leichte Gase.

Heute gibt es keine technischen Möglichkeiten, den Aufbau des Jupiter zu untersuchen: Dieser Planet ist zu groß, seine Gravitation zu stark, die Atmosphäre zu dicht und unruhig. Es ist jedoch schwer zu sagen, wo die Atmosphäre hier endet und der Planet selbst beginnt: Dieser Gasriese hat tatsächlich keine klaren inneren Grenzen.

Nach bestehenden Theorien befindet sich im Zentrum des Jupiters ein fester Kern, der 10-15 mal größer und anderthalb mal größer ist. Vor dem Hintergrund eines Riesenplaneten (die Masse des Jupiter ist größer als die Masse aller anderen Planeten des Sonnensystems zusammen) ist dieser Wert jedoch recht unbedeutend. Im Allgemeinen besteht es zu 90% aus gewöhnlichem Wasserstoff und zu den restlichen 10% aus Helium mit einer bestimmten Menge an einfachen Kohlenwasserstoffen, Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Aber denken Sie nicht, dass die Struktur des Gasriesen deshalb „einfach“ ist.

Bei kolossalem Druck und kolossaler Temperatur sollte hier Wasserstoff (und nach einigen Quellen Helium) hauptsächlich in einer ungewöhnlichen metallischen Form existieren - diese Schicht erstreckt sich möglicherweise bis zu einer Tiefe von 40-50.000 km. Hier löst sich das Elektron vom Proton und beginnt sich frei zu verhalten, wie in Metallen. Solch flüssiger metallischer Wasserstoff ist natürlich ein ausgezeichneter Leiter und erzeugt ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld auf dem Planeten.

Saturn: Selbstheizsystem.

Trotz aller äußeren Unterschiede, dem Fehlen des berühmten Roten Flecks und dem Vorhandensein noch berühmterer Ringe, ist Saturn dem benachbarten Jupiter sehr ähnlich. Es besteht zu 75 % aus Wasserstoff und zu 25 % aus Helium, wobei Spuren von Wasser, Methan, Ammoniak und Feststoffen hauptsächlich im heißen Kern konzentriert sind. Wie Jupiter hat es eine dicke Schicht aus metallischem Wasserstoff, die ein starkes Magnetfeld erzeugt.

Der vielleicht wichtigste Unterschied zwischen den beiden Gasriesen sind die warmen Eingeweide des Saturn: Prozesse in der Tiefe versorgen den Planeten bereits mit mehr Energie als Sonnenstrahlung - er gibt selbst 2,5-mal mehr Energie ab, als er von ihm erhält.

Es gibt offensichtlich zwei dieser Prozesse (wir stellen fest, dass sie auch auf Jupiter funktionieren, sie sind nur wichtiger auf Saturn) - radioaktiver Zerfall und der Kelvin-Helmholtz-Mechanismus. Sie können sich ganz einfach vorstellen, wie dieser Mechanismus funktioniert: Der Planet kühlt ab, der Druck in ihm sinkt und er schrumpft ein wenig, und die Kompression erzeugt zusätzliche Wärme. Das Vorhandensein anderer Effekte, die Energie in den Eingeweiden von Saturn erzeugen, kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.

Uranus: Eis und Stein.

Aber auf Uranus reicht die innere Hitze eindeutig nicht aus, und zwar so sehr, dass sie immer noch einer besonderen Erklärung bedarf und Wissenschaftler vor Rätsel stellt. Auch Neptun, der dem Uranus sehr ähnlich ist, strahlt ein Vielfaches an Wärme ab, während Uranus nicht nur sehr wenig von der Sonne erhält, sondern auch etwa 1% dieser Energie abgibt. Dies ist der kälteste Planet, die Temperatur kann hier auf 50 Kelvin (-223 Grad Celsius) fallen.

Es wird angenommen, dass der Großteil von Uranus auf eine Mischung aus Eiswasser, Methan und Ammoniak fällt. Es gibt zehnmal weniger Wasserstoff und Helium in der Masse und noch weniger festes Gestein, höchstwahrscheinlich konzentriert in einem relativ kleinen Steinkern. Der Hauptanteil fällt auf den Eismantel. Allerdings ist dieses Eis nicht ganz die Substanz, an die wir gewöhnt sind, es ist flüssig und dicht.

Damit hat der Eisriese auch keine feste Oberfläche: Die gasförmige Atmosphäre, bestehend aus Wasserstoff und Helium, geht ohne klare Grenze in die flüssigen oberen Schichten des Planeten selbst über.

Neptun: Diamantschauer.

Wie Uranus ist die Atmosphäre besonders prominent, sie macht 10-20 % der Gesamtmasse des Planeten aus und erstreckt sich über 10-20 % der Entfernung zum Kern in seinem Zentrum. Es besteht aus Wasserstoff, Helium und Methan, was dem Planeten eine bläuliche Farbe verleiht. Wenn wir tiefer hineingehen, werden wir feststellen, wie sich die Atmosphäre allmählich verdickt und sich langsam in einen flüssigen und heißen elektrisch leitfähigen Mantel verwandelt.

Der Neptunmantel ist zehnmal schwerer als unsere gesamte Erde und ist reich an Ammoniak, Wasser und Methan. Es ist wirklich heiß – die Temperatur kann Tausende von Grad erreichen – aber traditionell wird diese Substanz eisig genannt, und Neptun wird wie Uranus als Eisriese eingestuft.

Es gibt eine Hypothese, wonach Druck und Temperatur näher am Kern einen solchen Wert erreichen, dass Methan „zerbröckelt“ und zu Diamantkristallen „komprimiert“, die in einer Tiefe von weniger als 7000 km einen Ozean aus „Diamantflüssigkeit“ bilden. das auf den Kern des Planeten „regnet“. Der Eisen-Nickel-Kern von Neptun ist reich an Silikaten und nur geringfügig größer als der der Erde, obwohl der Druck in den zentralen Regionen des Riesen viel höher ist.

1911

Die Hauptmerkmale der Gasriesen:

Sie haben eine geringe Dichte. Somit haben sie für uns keine feste Oberfläche im üblichen Sinne.
Sie haben eine extrem kurze Periode der täglichen Rotation. Sie beträgt ungefähr 9 bis 17 Stunden, was nach irdischen Maßstäben sehr klein ist.
Durch die schnelle Rotation werden sie im Bereich der Pole in der Regel gestaucht oder abgeflacht.
Sie streuen die Sonnenstrahlen gut.

Die Struktur von Gasriesen

Die Struktur von Gasplaneten besteht aus mehreren Schichten:

gasförmig (dargestellt in Form von Wolken);
durch hohen Druck entstehendes Flüssiggas;
metallisches Gas (hier entsteht ein elektromagnetisches Feld);
ein kleiner Kern, der Metall oder Stein sein kann.

Gasplaneten zeichnen sich durch starke Winde in ihrer Atmosphäre aus, die Tausende von Kilometern erreichen. Sowie stabile Riesenwirbelstürme, die es seit mehr als hundert Jahren gibt.

Nach modernen Daten sind die meisten Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, also Exoplaneten, Gas. Es gibt jetzt ungefähr hundert Milliarden von ihnen in unserer Galaxie.