Удивительные особенности газовых гигантов.

Астрономия@Science_Newworld.

В нашей солнечной системе есть два типа планет. Первый - это планеты земного группы о которых мы писали раньше, а также газовые гиганты. Планеты первого типа (Меркурий, Венера, земля и марс) это внутренние планеты и расположены ближе к солнцу
. Они почти полность состоят из твёрдых каменистых пород и могут обладать содержанием небольшим соотношением к их массе газов и атмосферы, имеют небольшой в сравнеии с газовыми планетами массой и размерами, тогда как газовые планеты (Юпитер, Сатурн, уран и Нептун) состоят приимущественно из газов и обладают намного большей массой и размером. Трудно сказать где именно заканчивается атмосфера и начинается сама планета. Предполагается, что внутри каждого гиганта находиться твёрдое каменисто - металическое ядро.

Каждая планета обладает рядом удивительных и в то же время уникальных особенностей, с которыми предлагаю вам ознакомится прямо сейчас. Итак - поехали!
Юпитер: сила тяжести и легкие газы.
Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше земли и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты - великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же Юпитер состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% - из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта "Проста".
При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме - этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. Км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.
Сатурн: саморазогревающаяся система.
Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение - он излучает в 2, 5 раза больше энергии сам, чем получает от солнца.
Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) - радиоактивный распад и механизм кельвина - Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.
Уран: лед и камень.
А вот на уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, уран же мало того, что получает от солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета солнечной системы, температура здесь может падать до 50 кельвин ( - 223 по цельсию.

Считается, что основная масса урана приходится на смесь льдов - водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля на ледяную мантию приходится. Правда, этот лед - не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.
Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.
Нептун: алмазный дождь.
Как и у урана, у Нептуна атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.
Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча - температура может достигать тысяч градусов - но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан "Рассыпается" и "спрессовывается" в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан "алмазной жидкости", который проливается "дождями" на ядро планеты. Железо - никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше. По материалам: Naked - Science.