Планеты-гиганты


	Загрузить архив:
	Файл: ref-13688.zip (35kb [zip], Скачиваний: 270) скачать

Полтавская средняя общеобразовательная школа

Реферат

по астрономии

тема:

“ Планеты-гиганты ”

Выполнил: учащийся 11 “Б” класса ПСОШ

Прытков А.

Проверил: учитель физики

Чухарев В. М.

Карталы - 2002 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ____________________________________________________________________3

§ 1 Гигант Юпитер

1.1 Юпитер. Общая характеристика______________________________________4

1.2 Состав планеты _____________________________________________________ 4

1.3 Магнитное поле Юпитера_____________________________________________5

1.4 Спутники___________________________________________________________ 6

1.5 Кольца Юпитера_____________________________________________________6

§2 Сатурн – великолепие колец.

2.1Общая характеристика________________________________________________ 7

2.2 Кольца Сатурна ______________________________________________________7

2.3 Спутники____________________________________________________________9

§3 Уран вокруг солнца, лежа на боку

3.1 Уран. Общая характеристика________________________________________ 10

3.2 Система опоясывающих колец________________________________________ 11

3.3 Спутники Урана____________________________________________________11

§4 Нептун – царство холода

4.1 Открытие __________________________________________________________14

4.2 Общая характеристика______________________________________________14

4.3 Спутники Нептуна__________________________________________________ 15

4.4 Арки в кольцах Нептуна_____________________________________________ 15

Заключение___________________________________________________________ 17

Список Литературы___________________________________________________ 20

Введение

Солнечная система - это спаянная силами взаимного притяжения система небесных тел. В нее входят: центральное тело - Солнце, 9 больших планет с их спутниками, несколько тысяч малых планет, или астероидов, несколько сот наблюдавшихся комет и бесчисленное множество метеорных тел.

Большие планеты подразделяются на две основные группы: планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - и планеты юпитерианской группы, или планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В этой классификации нет места Плутону: и по размерам, и по свойствам он ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.

Различие планет по физическим свойствам обусловлено тем, что земная группа формировалась ближе к Солнцу, а планеты-гиганты - на очень холодной периферии Солнечной системы. Планеты земной группы сравнительно малы и имеют большую плотность. Основными их составляющими являются силикаты и железо. У планет-гигантов нет твердой поверхности. За исключением небольших ядер, они образованы преимущественно из водорода и гелия и пребывают в газожидком состоянии. Атмосферы этих планет, постепенно уплотняясь, переходят в жидкую мантию.

В курсе астрономии за одиннадцатый класс мы изучили много интересного материала, связанного с происходящими в космосе явлениями, рассмотрели много планет, изучили строение галактик. Особенно меня заинтересовала физическая природа наших “огромных” соседей по Солнечной системе - планет-гигантов. В школьном учебнике астрономии содержится недостаточно материала об этих удивительных небесных телах.

Я решил наиболее подробно познакомиться с интересующей меня темой: “ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ”, изучив при этом дополнительную научно-популярную литературу. При написании реферата я ставил задачи: выяснить особенности физических свойств планет-гигантов, их основные характеристики, отличие от планет земной группы и найти черты сходства и различия между собой, сколько у них спутников, каково их внутреннее строение и структурные особенности колец.

§ 1. Гигант Юпитер.

1.1.Юпитер. Общая характеристика.

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнцаисамая большаяпланета Солнечной системы- отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше, чем Земля, и затрачивает на одни оборот по орбите почти 12 лет. Экваториальный диаметр Юпитера 142 600 км (в 11 раз больше диаметра Земли). Период вращения Юпитера - самый короткий из всех планет - 9ч.50 мин.30с. на экваторе и9ч.55мин.40с.в средних широтах. Таким образом, Юпитер, подобно солнцу, вращается не как твёрдое тело - скорость вращениянеодинакова в разныхширотах. Из-забыстрого вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов. Масса Юпитера равна 318 массамЗемли. Средняяплотность 1,33г/см, что близко к плотности Солнца. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты (наклон 875о). Даже внебольшой телескопвидно полярноесжатие Юпитера и полосы на его поверхности, параллельные экватору планеты. Видимаяповерхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков, окружающих планету. Благодаря этому все детали на поверхности Юпитерапостоянноменяют свой вид.

1.2. Состав планеты.

Из устойчивых деталей известно Большое Красное пятно, наблюдающееся уже более 300 лет. Это - громадное овальноеобразование, размерами около 35 000 км по долготе и 14 000 по широте междуЮжной тропической и Южной умеренной полосами. Цвет его красноватый, но подвержен изменениям. Спектральные исследования Юпитера показали, что атмосфера егосостоит измолекулярного водородаи его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствуют также этан, ацетилен, фосфен иводяной пар. ОблакаЮпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. В декабре 1973 г. с помощью американского космического аппарата "Пионер-10" удалосьобнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание. Можно считать, что атмосфера Юпитера на 87%состоит из водорода ина13%из гелия. На долю метана приходится не более 0,1% состава атмосферы планеты (по массе). Атмосферный слойимееттолщину около 1000км. Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой облаков, которые мы и видим в телескоп. Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину24 000 км. На этой глубине давление достигает 300 ГПа, а температура 11 000К, здесь водород переходит вжидкое металлическое состояние, т.е. становится подобнымжидкому металлу. Слой жидкого металлического водорода имеет толщину около 42 000 км. Внутри негорасполагается небольшоежелезно - силикатноетвёрдое ядро радиусом 4 000 км. На границе ядра температура достигает 30 000 К. В 1956 г. было обнаружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см., соответствующее тепловому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном диапазоне температура самых наружных облаков Юпитера 130 К. Полёты американских космических аппаратов "Пионер-10" и"Пионер-11"позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера, а изменение температуры облачного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений результат: количество тепла, котороеЮпитер испускает, болеечемвдвое превышает тепловую энергию, которую планета получает от Солнца. Возможно, что идущее изнедр планеты тепло выделяется в процессе медленного сжатия гигантской планеты (1мм. в год).

1.3. Магнитное поле Юпитера.

Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (какполеЗемли), которое простирается до 1,5 млн. километров отЮпитера, ине дипольного, занимающегоостальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности в20раз больше, чем на Земле. Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радио-всплесков (резких усилений мощности излучения) на волнах длиной от 4 до 85 м., продолжительностью от долей секунды до нескольких минут или даже часов. Однако длительные возмущенияэто не отдельныевсплески, асерии всплесков - своеобразные шумовые бури и грозы.

Согласно современным гипотезам, эти всплескиобъясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты.

1.4. Спутники.

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника открытыещё Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Они, а также внутренний, самый близкий спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты. Ио и Европа почти сравнимыс Луной, а Ганимед и Каллисто даже больше Меркурия, хотя по массе значительно уступаютему. По сравнениюсдругими спутниками “галилеевские” исследованы более детально. Внешниеспутники обращаютсявокруг планетыпосильно вытянутым орбитам с большими углами наклона к экватору (до 305о). Это маленькие тела - от10 до 120 км, по-видимому, неправильной формы. Самые внешние 4спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении.

1.5. Кольца Юпитера.

По данным, полученным с американских космических аппаратов "Вояжер", Юпитер окружен в экваториальной области системой колец. Кольцорасположено нарасстоянии 50 000 км. От поверхности планеты, его ширина около 1 000 км. Существование кольца Юпитера было предсказано в 1960 г. астрономом С.К. Всехсвятским на основании наблюдений. Юпитер генерирует мощные полярные сияния, сильные радиошумы; возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури – потоки мелких твердых частиц, выброшенных в результате электромагнитных процессов в магнитосфере планеты. Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро- и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные и электромагнитные поля. Именно из таких мелких каменных частиц, в основном, состоит кольцо Юпитера. Его главная часть имеет радиус 123-129 тысяч километров. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повёрнуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.

§ 2. Сатурн - великолепие колец.

2.1. Общая характеристика.

Сатурн - вторая по величине среди планет Солнечной системы, в телескоп средней силы хорошо заметно, что шар Сатурна сильно сплюснут – ещё сильнее чем у Юпитера. На поверхности планеты выделяются параллельные экватору полосы, правда, мене четкие, чем у Юпитера. В этих полосах можно рассмотреть многочисленные, хотя и неяркие детали, именно по ним Уильям Гершель определил период вращения Сатурна. Он оказался очень коротким – всего 10 часов 16 минут. Экваториальный диаметр Сатурна лишь немногоменьше, чем у Юпитера, но по массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое и имеет очень низкуюсреднюю плотность - около 0,7 г/см. Низкая плотность объясняется тем, что планеты-гиганты состоят главным образом из водорода и гелия. Приэтомв недрах Сатурнадавление не достигает столь высоких значений, как на Юпитере, поэтому плотность вещества там меньше. Спектроскопические исследования обнаружили в атмосфере Сатурна некоторые молекулы. Температура поверхности облаков на Сатурне близкактемпературе плавления метана (-1845о), из твёрдыхчастичек, которого, скорее всего,3о,остоит облачный слой планеты.

2.2. Кольца Сатурна.

В телескоп видны вытянутые вдоль экваторатёмные полосы, называемыетакже поясами, и светлые зоны, но эти детали менее контрастны, чем на Юпитере, и отдельные пятна в них наблюдаютсягораздо реже. Сатурнокружен кольцами, которые хорошо видны в телескоп в виде "ушек" по обе стороны диска планеты. Долгое время считалось, что к Сатурну приблизился неосторожный спутник и был разорван его приливными силами. Но данные вояджеров опровергли это распространенное мнение. Сейчас установлено, что кольца Сатурна представляют собой остатки огромного околопланетного облака протяженностью во многие миллионы километров.Они были замечены ещёГалилеем в 1610году. Предположение, чтопланета окружена кольцом, высказал голландец Христиан Гюйгенс. Поначалу его гипотеза вызвала ожесточенную критику со стороны ортодоксов. Кольца Сатурна - одно из самых удивительных и интересных образований в Солнечной системе. Плоская система колецопоясывает планетувокруг экватораинигде несоприкасается с поверхностью. В кольцах разделяются три основные концентрическиезоны, разграниченные узкимищелями: внешнеекольцо А, среднее В (наиболее яркое),внутреннее кольцо С, довольно прозрачное, "креповое", внутренний край его нерезкий. Наиболее близкие к планете слабо различимые части внутреннего кольца обозначаются символом D. Обнаружено такжесуществование практически прозрачного самого внешнего кольца D'. Сквозь все кольцаСатурна просвечиваютзвёзды. Кольцавращаются вокруг Сатурна, причёмскорость движения внутренних частей больше, чем наружных. Кольца Сатурна не сплошные, а представляют собой плоскую систему избесконечногоколичества мелких спутников планеты. Плоскость колец практически совпадает с плоскостьюэкватораСатурна иимеет постоянный наклонк плоскости орбиты, равный приблизительно 275о. В зависимости от положений планеты на орбите мы видимкольца тосодной, то с другойстороны. Полный цикл изменения их вида завершается в течение 29,5 лет - таков период обращения Сатурна вокругСолнца. Время от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в телескопы средних размеров. Это происходиткогдаплоскость колецпроходит точно черезСолнце и поверхность оказывается лишенной яркого освещения, либо когда кольца бывают обращены к наблюдателю "ребром"и выглядят какчрезвычайно тонкая полоска, видимая только в крупнейшие телескопы. Толщина колец, по современным данным, около 3,5 км. Онаочень мала посравнению с их диаметром, который по наружному краю кольца А составляет 275 тыс.км. Размеры частиц не определены окончательно. Радио - астрономические наблюдениясвидетельствуюто наличии в кольцах множества частиц размером не менее нескольких сантиметров. Не исключена возможностьприсутствия в кольцах Сатурна ещё более крупных частиц, так же как и пыли. Инфракрасные спектрыколецСатурна напоминаютспектры водяного инея. Однако в других частях спектра позднее былаобнаруженаособенность, не характерная для чистого льда.

2.3. Спутники.

У Сатурна известно 22 спутника. Все они названы в честь античных героев: это Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, Прометей, Пандора, Эпиметий, Япет, Феба, Янус, Телесто, Калипсо, Диона и тд. Из этих спутников наиболее интересны следующие четыре спутника: Янус - самый близкий к Сатурну, движется настолько близко к поверхности планеты, чтообнаружитьего удалосьтолько при затемнений колец Сатурна, создающих вместе с планетой яркий ореол в поле зрения телескопа. Самый большой спутник Сатурна - Титан - один из величайших спутниковв Солнечной системе по размеру и массе. Его диаметр приблизительно такой же, как диаметр Ганимеда. Титанокружен атмосферой, состоящей из метанаи водорода. В ней движутся непрозрачные облака. Все спутники Сатурна, кроме Фебы, обращаются в прямомнаправлении. Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в обратном направлении. Диаметр 220 километров, полный оборот вокруг Сатурна Феба делает за 1,5 года. Гипперион – тёмный спутник неправильной формы 330x240x200 километров с хаотическим собственным вращением, период которого меняется на десятки процентовв течении нескольких недель. Радиус его орбиты 1,481 миллионов километров. Япет – примечателен резкой асимметрией яркости полушарий – в десять раз. Его диаметр 1440 километров, радиус орбиты 3,561 миллионов километров. Ученые связывают сильное почернение передней стороны Япетас бомбардировкой мелкойпылью от внешнего спутника – Фебы.

§ 3. Уран – вокруг Солнца, лёжа на боку.

3.1. Уран. Общая характеристика.

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечнойсистемы. По диаметру он почтивчетверо больше Земли. Он очень далёк от Солнца и освещён сравнительно слабо. Уран был открыт английским учёным В. Гершелем в 1781 г. Какие-либо деталинаповерхности Урана различить не удаётся из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа. Это затрудняет егоисследования, в том числе и изучение закономерностей вращения. По-видимому, Уран (в отличие от всехдругих планет)вращается вокруг своейосикакбы лёжа на боку. Такой наклон экватора создаёт необычные условия освещения: на полюсах в определённый сезон солнечные лучи падаютпочти отвесно, а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой полосы вдольэкватора. Так какУран обращаетсяпо орбите вокруг Солнца за 84 года, то полярный день на полюсах продолжается 42 года, затем сменяетсяполярной ночью такой же продолжительности. Лишь в экваториальном поясе Урана Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностьюравномерного осевого вращения планеты.

Даже в тех участках, где Солнце расположено в зените, температура на Уране (точнее на видимой поверхностиоблаков) составляет около-2155оС. В таких условиях некоторые газы замерзают. В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород инебольшая примесьметана. В относительно большом количестве есть, по косвенным признакам, гелий. Как идругие планеты-гиганты, Уран имеет такой состав, вероятно, почтидо самогоцентра. Однакосредняя плотность Урана(1,58г/см530) несколько больше, чем плотность Сатурна и Юпитера, хотя вещество в недрахэтих гигантовсжатогораздо сильнее, чем наУране. Такую плотность Урана можно объяснит предположением о повышенном содержании гелия или существованием в недрах Уранаядра из тяжелых элементов. Одной необычной особенностью Урана является открытая в 1977г.

3.2. Система опоясывающих колец.

Это была сенсация! В солнечной системе обнаружена вторая после сатурианской система планетных колец. Они состоят из множества отдельных непрозрачных и, по-видимому, очень тёмныхчастиц. Вотличие отколецСатурна кольца Урана – узкие, как бы “ниточные” образования они в тысячу раз уже, черные и каменистые. Они не видны в отраженном свете и обнаруживаются только по сильному ослаблениюблеска звёзд, оказавшихся дляземного наблюдателя позади колец при орбитальном движении планеты. Кольца Урана представляют собой набор из девяти черных “паутинок”. Радиусы их орбит лежат в пределах 40-50 тысяч километров, а ширина лишь 1-10 километров, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 километров. Каждое кольцо шире всего в той части, которая наиболее удалена от планеты. Удалённость колец от центра Урана составляетот 1,6 до 1,85 радиуса планеты.

Стабильность и узость колец создает немало проблем для астрономов. Быть может, возле урана есть ещё неоткрытые спутники, вызвавшие образование таких странных колец?

3.3. Спутники Урана.

Всего спутников у Урана известно 15 они делятся на две группы: внешние и внутренние. К внутренним спутникам относятся: два самых далеких и крупных спутника – Оберон и Титания открытые Гершелем – расположенные на расстояниях 582,6 и 435,8 миллионов километров. Они почти близнецы, их диаметры равны 1520 и 1580 километров. Их поверхности сильно изрыты метеоритными кратерами, также на их поверхности имеются свидетельства тектонической активости.

Два следующих спутника – Умбриэль и Ариэль – открыты английским астрономом Уильямом Ласселом в 1851 году с помощью мощного телескопа, построенного им на острове Мальта. Они тоже имеют почти одинаковый размер: Умбриэль диаметром 1170 километров обращается вокруг Урана на расстоянии 265 тысяч километров; Ариэль диаметром 1160 километров движется по орбите радиусом 191 тысяч километров. Умбриэль самый темный спутник в солнечной системе он отражает только 19% падающего на него света, в то время как Ариэль самый светлый спутник он отражает 40% падающего на него света. На поверхности обоих спутников сохранились следы крупномасштабных геологических движений и явные признаки древнего вулканизма.

В 1948 году американский астроном Джерард Койпер открыл пятый внешний спутник урана – Миранду находящуюся на расстоянии 130 тыяч километров от планеты. Это небольшой спутник, диаметром 470 километров, с интереснейшими следами неожиданно бурного геологического прошлого. Вояджер-2в январе 1986 года передал на землю отличные изображения Миранды. По снимкам специалисты составили стереоскопическое изображение рельефа, где выделяются обширные бороздчатые области, напоминающие вспаханные поля. Область, в которой борозды сходятся под углом получила неофициальное название “шеврон”. На краю её, в районе южного полюса, расположен почти отвесный обрыв высотой 15 километров. Остаётся непонятным, откуда взялась энергия для такой геологической активности Миранды.

Вояжер – 2 в 1986 году открыл десять маленьких спутников в зоне 50-86 тысяч километров от планеты – именно там, где и предсказывали астрономы (А. Фридман, Н. Горькавый) ещё за год до этого. Новым спутникам дали имена героев Шекспира. А орбиты шести из них оказались близки к заранее найденным.

ИМЯ	Радиус орбиты, тысяч километров
	предсказанный в 1985 году	открытый в 1986 году
Порция	66,45	66,10
Дездемона	62,47	62,66
Крессида	61,86	61,77
Бианка	58,60	59,16
Офелия	55,38	53,76
Корделия	51,58	49,75

Остальные четыре спутника – Пэк, Белинда, Розалинда, Джульетта, хотя и названы в основном именами прекрасных героинь, черны как уголь. На самом крупном из них – Пэке (диаметр 150 километров) – видны кратеры. Это единственный новый спутник названный мужским именем находится на расстоянии 86 тысяч километров от Урана – как раз между кольцами и Мирандой.

§ 4. Нептун – царство холода.

4.1. Открытие.

Нептун -восьмаяпо счётупланета Солнечной системы. Нептун был открыт необычным образом. Было замечено, что Урандвижется несовсем так, как ему полагается двигаться под действием притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существованиеещёодной массивной планеты и попытались пред вычислить её положение на небе. Эту чрезвычайно сложную задачу независимо друг от другауспешнорешили английский астрономДж.Адамс и француз У. Леверье. Получив данные Леверье, ассистент Берлинскойобсерватории И.Галле23сентября 1846 г. обнаружил планету. Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому, что оно послужило блестящим подтверждениезакона всемирного тяготения, положенного воснову расчётов.

4.2. Общая характеристика. Средняя удалённость Нептуна от Солнца 30,1 а.е., период вращения по орбите -164годаи 288 дней. Такимобразом, смомента открытияНептун даже не совершил полного оборота по своей орбите. Видимый угловой диаметр Нептунасоставляет около2". При измерениистольмалого диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень велика. Уточнить диаметр Нептуна удалось 7 апреля 1967 г., когда планета в своём движении на фонезвёздногонеба заслонилаоднуиз далёких звёзд. По результатам наблюдений с нескольких астрономических обсерваторий экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км. Новыесведения о диаметре позволили уточнить величину средней плотности Нептуна: она оказалась равной 2,30 г/см. Такие характеристики типичныдля планет-гигантов, состоящих главным образом из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов. В центре Нептуна, согласно расчётам, имеетсятяжёлое ядро из силикатов, металлов и других элементов, входящих в состав земной группы. Изучение характераослабления блеска звездыпри её затемнении атмосферой Нептуна дало много дополнительной информации. В частности, был найден средний молекулярныйвес надоблачных слоёватмосферы Нептуна. Онсоответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана. Деталина поверхностиНептуна различить очень трудно. Поэтому параметры суточного вращения - положение оси, направление и период вращения - определить из наземных наблюдений очень сложно.

4.3. Спутники Нептуна.

У Нептуна всего два спутника. Первый Тритон, открытый в 1846 году английским астрономом-любителем Уильямом Ласселом. Спутник оказался необычным: он движется в направлении обратном вращению самой планеты. Сейчас установлено, что четыре внешних спутника Юпитера и самый внешний спутник Юпитера Феба являются обратными. Тем не менее Тритон выделяется среди них: его диаметр – 2700 километров, и в нем сосредоточена почти вся масса спутниковой системы Нептуна. Кроме того, он обращается очень близко к Нептуну – на расстоянии всего 355 тысяч километров. Обратные спутники других планет имеют диаметры в пределах от 30 до 220 километров, содержат ничтожную часть массы своих спутниковых систем и удаленны от планет на 13-25 миллионов километров.

Через двенедели после открытия самого Нептуна, был открыт второй спутник -Нереида - очень небольшой, диаметром 340 километров. Обладает сильно вытянутой орбитой. Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от1,5до 9,6 млн. км. В зависимости от перигея к апогею орбиты. Направление орбитального движения - прямое. Нейрида делает полный оборот вокруг Нептуна за 360 суток когда Тритон делает полный оборот за 6 суток.

4.4. Арки в кольцах Нептуна.

После того как в 1977 году по затмению звезды были обнаружены кольца Урана, аналогичные наблюдения начали проводить для Нептуна. И действительно в середине 80-ых годов ученые открыли кольца, но очень странные: они были неполными. Эти разорванные кольца стали называть дугами или арками. Вещество в них распределено не равномерно: плотность резко падает у концов дуги. Представить себе стабильное скопление частиц в одной части орбиты очень трудно. Ведь периоды обращения независимых частиц хоть немного, но отличаются, так что всё скопление должно постепенно растянуться вдоль орбиты и превратиться в кольцо.

В августе 1989 года Вояджер-2 сфотографировал уникальное образование- три плотные яркие арки, нанизанные на непрерывное узкое и прозрачное пылевое колечко. Внутри арок видна цепь отдельных сгустков на расстоянии нескольких сот километров друг от друга. Исследование арок показывает, что в середине они содержат уплотнение шириной 15 километров, окруженное прозрачным пылевым шлейфом шириной 50 километров.

Сложные расчеты позволили сделать вывод, что арки Нептуна представляют собой цепочки ранее неизвестных наукеэллиптических вихрей антициклонического типа, состоящих из твердых частиц. Размеры самых крупных частиц, видимо, достигают нескольких сот метров. Эти уникальные вихри названы эпитонами; они сложным образом взаимодействуют с ближайшим спутником (Галатей), между собой и с непрерывным пылевым кольцом.

Заключение

Передо мной стояло много вопросов: каковы особенности физических свойств планет-гигантов, их основные характеристики, отличие от планет земной группы и найти черты сходства и различия между собой, сколько у них спутников, каково их внутреннее строение и структурные строение особенности колец.Я провел исследовательскую работу: и из всего этого можно сделать следующие выводы: что планеты, относящиеся к гигантам: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все эти планеты имеют большие размеры и массы, низкую среднюю плотность.

Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей. Причем, экваториальные зоны планет-гигантов вращаются быстрее, чем полярные. Результат быстрого вращения — большое сжатие планет-гигантов (полярный радиус меньше экваториального)

Гиганты находятся далеко от Солнца, и независимо от характера смены времен года на них всегда господствуют низкие температуры. На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Своеобразно происходит смена времен года и на планете Уран, так как ось этой планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 8°.

Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников; их обнаружено к настоящему времени 28, — 30, — 17, — 8. Замечательная особенность планет-гигантов — кольца, которые открыты не только у Сатурна, но и у Юпитера, Урана и Heптуна. Из планет-гигантов лучше других исследованы Юпитер и Сатурн.

Планета	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Радиус	12 R_З	10 R_З	4 R_З	4 R_З
Масса	318 m_З	95 m_З	15 m_З	17 m_З
Плотность	1,3гсм_З	0,7гсм_З	1,3гсм_З	1,6гсм_З
Сутки	10ч.	10 ч.	17 ч.	16 ч.
От солнца	5 а.е.	10 а.е.	19 а.е.	30 а.е.
Год	12 лет	30 лет	84 лет	165 лет
Кольца	Да	Да	да	да
Спутники	28	30	17	8
Ось вращения	\|	/	—	/

Важнейшая особенность строения планет-гигантов заключается в том, что эти планеты не имеют твердых поверхностей. Они состоят в основном из легких элементов — водорода и гелия. Все, что удается рассмотреть на планетах-гигантах происходит в протяженных атмосферах этих планет. На Юпитере даже в небольшие телескопы заметны полосы, вытянутые вдоль экватора. В верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы Юпитера в виде примесей встречаются химические соединения, окрашивающие детали атмосферы в различные цвета. По своему химическому составу планеты-гиганты резко отличаются от планет земной группы. Это отличие связано с процессом образования планетной системы.

отчетливо видно, что газ в атмосферах планет-гигантов участвует в сложном движении, которое сопровождается образованием и распадом вихрей. Наблюдаемое на Юпитере около 300 лет Большое Красное Пятно, превосходящее по своим размерам Землю представляет собой огромный и очень устойчивый вихрь. Устойчивые пятна видны и на снимках остальных планет-гигантов. Вещество, находящееся под облачным слоем планет-гигантов, недоступно непосредственному наблюдению. В недрах оно должно иметь высокую температуру, так как эти планеты излучают энергии больше, чем получают от Солнца. Совокупность сведений о планетах-гигантах дает возможность построить модели внутреннего строения этих небесных тел. газообразный водород, входящий в состав атмосферы, переходит в жидкую, а затем, с увеличением давления по мере погружения в глубину и в твердую (металлическую) фазу. Возможно, что с быстрым вращением проводящего ток вещества, находящегося в центральных областях планет-гигантов, связано существование значительных магнитных полей этих планет. Особенно велико магнитное поле Юпитера. Магнитное поле планеты улавливает летящие от Солнца заряженные частицы, которые образуют вокруг планеты радиационные поясам. Такие пояса из всех планет земной группы есть только у нашей планеты. Радиационный пояс являются источниками радиоволн и причиной полярных сияний в атмосферах планет-гигантов, где кроме того наблюдаются мощные электрические разряды (грозы).

. Система спутников Юпитера напоминает Солнечную систему в миниатюре. Четыре спутника, открытые Галилеем, называют галилеевыми спутниками. Это Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Самый большой из них — Ганимед — превосходит по размерам Меркурий (но вдвое уступает этой планете по массе). Пролетая вблизи спутников Юпитера (а потом Сатурна), американские автоматические межпланетные станции передали на Землю фотографии с изображением их поверхностей, которые напоминают поверхности Луны и планет земной группы. Особенно похож на Луну Ганимед. Кроме кратеров, на Ганимеде много длинных хребтов и полос, образующих своеобразные ветвящиеся пучки.

Кольца. Первыми были открыты (XVII в., Галилей, Гюйгенс). С Земли в лучшие телескопы видно несколько колец, разделенных промежутками. Но на фотографиях, переданных с АМС, видно множество колец. Кольца очень широкие: они простираются над облачным слоем планеты на 60 000 км. Каждое состоит из частиц и глыб, движущихся по своим орбитам вокруг Сатурна. Толщина же колец не более 1 км. Поэтому, когда Земля при своем движении вокруг Солнца оказывается в плоскости колец Сатурна кольца перестают быть видимыми. Не исключено, что вещество, из которого состоят кольца, не вошло в состав планет и их больших спутников во время формирования этих небесных тел. В 1977 г. были открыты , в 1979 г. — , в 1989 г. — На возможность существования колец у всех планет-гигантов еще в 1960 г. указывал известный астроном С. К. Всехсвятский.

Мне кажется что цели, которые я поставил перед собой - были достигнуты, и более того раскрыты почти полностью. Эта работа плод многомесячных усилий, конечно без учителя физики и астрономии Чухарева В.М у меня ничего не получились, и поэтому я думаю что экзаменационная комиссия оценит мой труд, а также труд моего учителя.

Литература:

1. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной, М:Наука, 1980г.

2. Дагаев М.М, В.М. Чаругин В.М. Астрофизика.- М: Просвещение, 1988г.

3. Энциклопедический словарь юного астронома, М.: Педагогика, 1980 г.

4. Энциклопедия астронома М: “Аванта-Плюс”, 2001 г.