Міністерство вищої і середньо - фахової освіти
Кафедра Менеджменту
Реферат на тему:
Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун
Виконав:
Прийняв:
м. Ташкент 2006
Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун
Ці чотири планети, часто званіпланетами-гігантами, за своїми розмірами, масі, щільності, внутрішньою будовоюі складом різко відрізняються від планет земної групи. Відмінними властивостямипланет-гігантів є:
1. Великі маси: від 15 земних мас у Урана до 318 у Юпітера.
2. Низькі середні щільності: від 0,70 г/см 3 у Сатурна до1,71 г/см 3 у Нептуна.
3. Швидке обертання навколо осі (періоди обертання від 9 годину . +50 Хв .у Юпітера до 15 годину . 48 хв . у Нептуна). Юпітер і Сатурнобертаються не як тверді тіла: період обертання у них зростає від екватора дополюсів. Можливо, що те ж саме має місце у Урана і Нептуна.
4. Планети-гіганти не мають твердої поверхні. Спостережувані в телескопповерхні цих планет утворені щільними хмарами.
5. Атмосфери планет-гігантів (як і всі їх речовина) мають в основномуводнево-гелієвий склад. Крім чистого молекулярного водню (Н 2 )в спектрах цих планет спостерігаються смуги поглинання сполук водню:метану (СН 4 ) та аміаку (NН 3 ). За останнєчас в спектрі Юпітера виявлені також етан (С 2 Н 6 ),ацетилен (С 2 Н 2 ), фосфен (РН 3 )і навіть водяна пара (Н 2 О), правда, в незначних кількостях.Все це теж сполуки водню.
Осі обертання планет-гігантів розташовані вельмирізноманітно. Вісь Юпітера майже перпендикулярна до площини його орбіти, ВісьСатурна нахилена до неї на кут 62 В° (близький до кутів нахилу осей Землі іМарса), а вісь Урана лежить майже в площині орбіти: вона нахилена до цієї площинина кут в 8 В°, але так, що обертання планети, як і у Венери, є зворотнимнапрямку обертання всіх інших планет.
Своєрідне положення осі Урана призводить до того, щоза тривалий період обігу його навколо Сонця (84 роки) Сонце на небіпланети переміщається від північного небесного полюса до південного, а потім зновучерез екватор до північного полюса.
У телескоп на диску Юпітера (рис. 30) видно темнісмуги, паралельні екватора планети, розділені світлими проміжками -зонами. Полярні області завжди темні - їх називають полярними шапками, хочавони нічого спільного не мають з полярними шапками Марса, оскільки являютьсобою хмарні освіти.
У смугах і зонах спостерігаються ті чи інші деталі:темні і світлі плями, виступи або поглиблення в смугах, В«місткиВ» між двомасмугами і т. д. Вони добре видно на рис. 30.
Смуги на диску Сатурна (рис. 31) видно значногірше, вони блідіше, деталі в них спостерігаються рідко. Але все ж іноді вониз'являються: - прикладом може служити яскрава біла пляма, що спостерігалося на дискуСатурна в 1933 р.
У сильні телескопи бліді смуги видно і на дискахУрана і Нептуна (мал. 32).
У 30-і рр.. в спектрах всіх чотирьох планет-гігантівбули виявлені потужні смуги поглинання, інтенсивність яких посилювалася поміру переходу від Юпітера до Нептуна (мал. 12). Вони були ототожнені з смугамиметану (СН 4 ). Найбільш інтенсивні смуги метану розташованіна довжинах хвиль 6190, 7020 і 7250 А. Пізніше було виявлено багато смуг метанув інфрачервоній області спектра. Більшість цих смуг спостерігається в спектрахвсіх чотирьох планет, але в міру переходу від Юпітера до Нептуна ширина смугзростає, і в спектрах Урана і Нептуна багато смуги в червоній та ближнійінфрачервоній частинах спектра зливаються, утворюючи суцільну область поглинання,так, що в цій області планета майже не відображає сонячного випромінювання.
Зовсім інакше поводиться аміак (NH 3 ).Достовірно його смуги поглинання виявлені тільки в спектрі Юпітера. У видимійчастини спектру є лише одна смуга на 6450 А, в інфрачервоній області їхблизько десяти. Але вже в спектрі Сатурна наявність смуги 6450 А вельми сумнівно(Одні астрономи спостерігали на цій хвилі сліди поглинання, інші ні). Іншісмуги аміаку зовсім відсутні. Не спостерігаються вони також в спектрах Урана іНептуна. Причина цього полягає в тому, що з пониженням температури аміакконденсується, переходячи в рідкий і твердий стан.
Вже в 60-і рр.. в спектрі Юпітера, а потім і іншихпланет-гігантів були виявлені смуги поглинання молекулярного водню, основногокомпонента атмосфер цих планет. В основному спостерігаються дві так званіквадрупольні смуги близько 6435 і 8270 А.
Хоча лінії гелію безпосередньо в спектрахпланет-гігантів із Землі не спостерігаються, ні в кого не викликало сумніву, щогелій поряд з воднем є одним з основних компонентів атмосферпланет-гігантів. Справа в тому, що, як випливало зі спостережень покриття Юпітеромзірки про Овна, середня молекулярна вага атмосфери цієї планети близький до трьох,тобто атмосфера ніяк не може бути чисто водневої *). Метан і аміак з їхмолекулярними вагами 16 і 17 становлять лише невеликі добавки до основнихкомпонентам атмосфери і не можуть суттєво впливати на її середній молекулярнийвагу. Оскільки молекулярна вага водню дорівнює двом, а гелію чотирьом, їх часткиповинні бути порівнянні. Враховуючи деяке переважання водню в Сонячнійсистемі взагалі і на Сонце зокрема, при побудові моделей будови Юпітераі Сатурна брали, що водень становить близько 70%, а гелій - 30% загальногоскладу атмосфери. На частку метану доводиться не більше 0,2%, на частку аміаку (уатмосфері Юпітера) - не більше 0,1%.
Лише в грудні 1973 р. з американського космічногоапарату В«Піонер-10В» вдалося за допомогою двоканального ультрафіолетовогофотометра зареєструвати світіння гелію в атмосфері Юпітера в яскравійрезонансної лінії 584 А, а заодно і світіння атомарного водню в резонанснійлінії Лайман-альфа на хвилі 1216 А. Ці спектральні лінії випромінюються верхнімишарами атмосфери планети і називаються резонансними, тому що їх випромінюваннясупроводжується переходом атома в основний стан. Резонансні лінії - саміяскраві в спектрі, але з Землі вони практично не спостерігаються, так як розташованів ультрафіолетовій області спектра. Випромінювання в цій області до поверхніЗемлі не доходить: воно поглинається озоном і киснем земної атмосфери.
За спостереженнями з В«Піонера-10В» та В«Піонера-11В» вдалосяоцінити об'ємне відношення гелію до водню в 0,18. Це було близько до відношенню1:5, приймати на підставі наземних спостережень більшості вчених.Враховуючи, що гелій - удвічі важчий газ, ніж водень, отримаємо звідси, щопо масі водень становить 74%, а гелій 26% атмосфери планети. У складі надрпланети також основну роль відіграють водень і гелій (див. В§ 19).
Приблизно такий же склад атмосфер іншихпланет-гігантів, але про нього ми знаємо набагато менше, ніж у випадку Юпітера. Лініюгелію в їх спектрах спостерігати поки не вдалося і відношення вмісту гелію доводню для них невідомо. Швидше за все, воно різне для різних планет. ПроСатурні ми зможемо багато чого дізнатися після того як у вересні 1979 р. до ньогонаблизиться В«Піонер-11В». Уран ж і Нептун ще багато років будуть об'єктамививчення одними наземними методами. Втім, і ці методи можуть дати чималоцікавого.
У 1956 р. було виявлене радіовипромінювання Юпітера нахвилі 3 см . Виміряна тоді радіояркостная температура планетивиявилася рівною 145 В° К , тоді як вимірювання в інфрачервоному діапазонідавали 130 В° К . Причина цього невеликого розбіжності полягала в тому, щорадіохвилі приходять до нас з більшої глибини і повідомляють температуру не верхніймежі хмар, як інфрачервоне випромінювання, а деякого шару під хмарами.
Незабаром спостереження на більш довгих (дециметров...
