Алып планеталар

Пән: Астрономия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Алып планеталар

Алып планеталардың (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) өлшемдері мен массалары үлкен, ал орташа тығыздығы аз (ең азы Сатурнда -0, 7 г/см ³ ) . Барлық алып планеталардың кұрылымдары ұқсас: планетаның ішінде өте күшті гравитацияның нәтижесінде пайда болған онша үлкен емес қатты аумақ болады. Одан кейін сұйық газ тәріздес қабат келеді, ол бірте-бірте атмосфераға ауысады. Алып планеталардың атмосфералары олардың өздерімен бірге пайда болған. Алып планеталарда қатты беткі қабат жок.

Алып планеталар Күннен өте алыс қашыктықта жатыр. Жыл маусымдарының өзгеруіне қарамай олардағы температура әр уакытта төмен. Күннен алған энергиядан көп энергия шығаратына байланысты ғалымдар алып планеталардың қойнауындағы заттардың температуралары жоғары болу керек деген ұйғарым жасап отыр.

Барлық алып планеталар серіктермен қоршалған. Отыз жыл бүрын белгілі серіктердің саны отыздан аспап еді. Қазір олардың алпысы белгілі. Серіктердің бір-біріне ұқсамайтыны таңдандырады. Қазіргі кезде Юпитерде 16, Сатурнда 17, Уранда 15, тек Нептунда ғана 8 серік бар. Алып планеталар сақиналарымен ерекшеленеді. Олар тек Сатурнда ғана емес, сонымен қатар Юпитерде 1979 жылы, Уранда 1977 жылы және Нептунда 1989 жылы табылды. Барлық алып планеталар өзіне тән әр түрлі сақина жүйелерімен толық қоршалған. 1989 жылы Нептунның үш сақинасы табылды. Оларды "Еркіндік, Теңдік, Бауырластык" деп атады. Юпитердің сақинасы өте орнықты. Нептун сақинасының Юпитер сакинасы мен Уран сақинасынан ерекше өзгешелігі бар. Олар жабық емес сегменттерден тұрады.

Алып планеталар өз осінен өте тез айналады (10-17 жер сағаты ішінде бір айналым жасайды) да, нәтижесінде қатты сығылады. Экваторлық және полярлык радиустарының айырымы өте үлкен, мысалы, Юпитерде ол 4400 км-ге тең. Оның үстіне алып планеталардың экваторлық аймақтары полярлық аймактарына карағанда тезірек айналады.

Барлык алып планеталардың маңында электромагниттік өрістер бар. Өйткені әр планетаның ішінде өткізгіш болып табылатын сұйык және қатты сутегі мен гелийде жүзіп жүрген өте тығыз зат бар.

Юпитер Күн жүйесіндегі ең үлкен және ауыр планета (түрлі-түсті қосымшадағы 18-сурет) . Юпитердің көлемі Жерден 1320 есе, ал салмағы 318 есе артык. Егер планетаның салмағы бұдан 100 есе артық болса, онда оның центрінде термоядролық реакция басталар еді де Юпитер кішкентай жұлдыз болып қалар еді. әйтсе де өзінің жеке жылу көзі бар, ол заттың радиоактивті ыдырауы және сығылуы кезінде бөлініп шығатын энергия. Нәтижесінде планета Күннен алған энергиядан әлде қайда көп энергия шығарады. Егер Күннен алынған энергиямен ғана жылынатын болса, оның беттік температурасы 100 К-ге ғана тең болар еді, ал өлшеулер нәтижесі 140 К көрсетіп отыр.

Юпитердің өз осінен айналу периоды 9 сағ 55 мин. Оның экваторының әрбір нүктесі сағатына 45 мың км жылдамдықпен қозғалады. Центрден тепкіш күштің әрекетінен Юпитер (сығылу коэффициенті 6%-дан үлкен) айтарлыктай майысқан. Юпитер қатты шар болмағандыктан газ бен сүйықтан тұрады да, полюс маңындағы аймаққа қарағанда экваторлық бөлігі тезірек айналады. Юпитердің айналу осін оның орбитасына перпендикуляр деуге болады, демек, планетада жылдың маусымдық ауысу мерзімдері жок.

Диаметрі 25 000 км болатын Юпитердің ядросы темір мен тастан тұрады және центріндегі температура 23 000. Оның өте үлкен және күрделі магнит өрісі 650 млн км-ге (Сатурн орбитасынан өрі) созылып жатыр. Планетадан 177 мың км кашықтыкта жердің радиациялық белдігінен 10 мың есе артық ең үлкен қарқынды радиация аймағы байкалды. Юпитердің орталық ауданындағы ток өткізетін металды сутегінің өте тез айналуының нәтижесінде қуатты магнит өрісінің өндірілуі мүмкін. Юпитердің магнит өрісінің Күн желімен өзара әсерлесуінен атмосферада полюстік шұғыла мен найзағай кұбылыстары байқалады.

Юпитер атмосферасының 89%-ы сутегін, 11%-ы гелийді құрайды және ұзындығы 6 мың км-лік бұл атмосфераның химиялык кұрамы Күнді еске түсіреді. Атмосфераның фосфор мен күкірттің косындысынан тұруы себепті ол кызғылт сары түске боялып көрінеді. Юпитер атмосферасының беткі қабатында бірден-бір сирек кездесетін құрылым "Үлкен қызыл дақ" бар. Юпитердің Үлкен Қызыл дағы - өлшемі жерден екі есе үлкен болатын циклон. Үлкен Қызыл дақ өз осінен 6 күнде бір толық айналып шығады. Планетаның атмосферасынан басқа да дақтар мен циклондарды байқауға болады. Тек Үлкен кызыл дақ қана өзінің өзгермейтіні және тұрактылығымен тандандырады. Оны бірінші рет Галилейдің байқағанына қазір 400 жылға жуық уақыт өтсе де ол сол күйінде сақталып тұр. Оның тұрақтылығы ғалымдарға өлі түсініксіз. Атмосферадағы бұлттың үш кабатын наурыз айында түсетін ылғалды қармен салыстыруға болады.

Жоғары қабатта мұзға айналған аммиактан тұратын бұлт, оның астында - аммоний мен метанның күкірттісутегі кристалдары, ал ең төменгі қабатта су мұзы, судың сұйық күйінде болуы да мүмкін. Одан басқа сутегі мен гелийден тұратын тәжі бар. Юпитердің және газдардан тұратын басқа планеталардың атмосфералары үлкен жылдамдықта қозғалатын желмен сипатталады. Олар планеталардың экваторына параллель болатын кең белдеулер құрайды. Оның үстіне планетадағы аралас белдеулердегі желдер біріне-бірі карама-карсы бағытта соғады. Бұл қозғалыста болатын жолақтар онша үлкен емес телескоппен де көрінеді. Юпитердегі желдің жылдамдығы 500 км/сағ-ка жетеді. Атмосфераны зерттеу жұмыстары бұл желдердін әлдеқайда төменгі қабаттарда да, оның сыртқы бұлтынан мың километр қашыктықта да болатынын көрсетті. Осыдан олар Күннің сәуле шығару энергиясы арқылы емес, керісінше, планетаның ішкі кабатынан шығарылатын жылу есебінен басқарылады деген қорытынды жасалды. Ал Жерде бәрі керісінше жүріп жатады.

Юпитер және оның серіктері. Әр түрлі жазбаларда Юпитер серіктерінің саны әр түрлі келтірілген (түрлі-түсті косымшадағы 19-сурет) . Ресми басылымдарда планетаның 16 серігі бар деп жиі жазылады. Юпитердің Галилей тапқан ең ірі төрт серігін қарастырайық. Ганимед - Күн жүйесіндегі ең ірі серік. Ол тіпті кейбір планеталар, атап айтқанда, Меркурий мен Плутоннан да ірі. Ио- Юпитердің тамаша серігі - Күн жүйесіндегі геологиялық ең активті дене. Оның бетінде бір уақытта 20-ға тарта вулкандар атқылап, балқыған күкірт өзендері ағып жатады. Еуропа тауы жоқ мұзды әлем. Соңғы мәліметтерге сүйенсек, мұздың астында 100 км тереңдікте өзіне тән парникті эффектісі бар Еуропада судың пайда болуы мүмкін. Ал онда бір клеткалы балдырлар және басқа микроорганизмдердің өмір сүруі де мүмкін. Сонымен қатар Еуропада суы бар сирек атмосфера бар. Каллисто - ең күңгірт және мұзды серік. Оның беті кратерлерге толы, ол Күн жүйесіндегі кратері көп дене. Планета бетіндегі өте терең шұңқыр төрт миллиард жыл бұрын Каллистоның астероидпен соқтығысқанының айғағы (ол шұңқырдың көлденеңі 600 км-ге жетеді) . Сыртқы серіктері планетадан құралсыз көзбен көрінбейтін қашыктықта орналасқан, ал ең алыс серіктің бетінен қарағанда Юпитер Айдан да кіші болып көрінеді. Кішкентай серіктер тобы бірдей орбиталар бойымен қозғалады. Ғалымдардың пікірінше, олар тартылыс күші әрекетінен ыдыраған планетаның ірі серігінің жарықшақтары. Юпитердін сыртқы серіктерін планетаның гравитациялык өрісі кармап алған секілді, себебі олар кері бағытта айналып жүр.

Юпитердің жанынан 1979 жылы "Вояджер" аппараты ұшып өткен кезде оның үш қабатты сақинасы табылды. Сакинаның радиусы 129 мың км және қалыңдығы 30 км. Сақина өте сирек ұсак тас бөлшектері мен тозаңнан тұрады.

Сатурн (түрлі-түсті қосымшадағы 20-сурет) - күн жүйесіндегі құралсыз көзбен бақылауға болатын соңғы планета. Оның тығыздығы Күн жүйесіндегі планеталар тығыздықтарының бәрінен де, тіпті қарапайым судың тығыздығынан да аз. Егер Сатурн сыятын мұхит табу мүмкін болса, онда ол мұхитта қалкып жүрер еді. Өз осінен жылдам айналатын болғандықтан, оның экваторы Юпитердікі секілді шығыңқы келеді. Экватордағы айналу периоды 10 сағ 14 мин, ал полюсте 10 сағ 40 мин, яғни Сатурн 1 : 10 қатынасында сығылады. Планетадан Күнге дейінгі қашықтык шамамен 1426 млн км, ал Күнді айналу периоды 29, 5 жер жылына тең. Өз осінен өте үлкен айналу жылдамдығы планетаның атмосферасында күшті борандар тудырады. Экваторындағы желдің жылдамдығы 1800 км/сағ-қа жетеді. Сатурнның магнит өрісі Юпитерге қарағанда әлсіз.

Сатурн ені 275 000 км, ал қалыңдығы бір километрден артык емес өзінің қуатты сақиналар жүйесімен ерекшеленеді. 5 млрд жыл бұрын Күннің айналасында да көптеген ұсак денелер мен бөлшектерден тұратын осындай сақинаның бірігуі нәтижесінде планеталар пайда болды. Яғни, осы сақиналар планетаның пайда болу механизмін түсінуге көмектеседі.

Вояджердің сақиналар тобынан өтуін зерттей отырып ғалымдар олардың құрылымын 100м-ге дейінгі дәлдікпен анықтады. Жерден оны сондай дәлдікпен аныктау мүмкін емес. Сақиналар өте жалпақ. Олар планетаның бұлтты қабатының үстінен 60 000 км-ге жайылып жатыр. Олардың әркайсысы өзінің орбитасымен Сатурнды айнала қозғалатын бөлшектер мен үйінділерден тұрады. Планетаны әлде-қайда жетілген телескоппен зерттеу сақиналардың әркайсысы бір-біріне тәуелсіз, біріне-бірі кигізілген тәрізді үш бөліктен тұратынын көрсетті. Сыртқы екі А және В сақиналары саңылау немесе Кассини "бөлінуі" деп аталатын (ол оны ашкан ғалымның, Джованни Кассини есімімен атаған) күңгірт аралықтармен бөлінген. Планетаға жақын орналаскан әлсіз жартылай мөлдір сақинаны 1858 жылы АҚШ астрономы У. Бонд және оған тәуелсіз ағылшын астрономы В. Р. Дэвис ашты. Ол ішкі немесе мата (креп) сақина деп аталды. Үш сақинаның ішіндегі ең жарығы ортаңғы сақина В. Сатурн сақиналары бір кездегі планета серігінің ыдырауы нәтижесінде (мысалы, оның басқа серікпен немесе астероидпен соктығысуы кезінде) пайда болған немесе өте ертеде оның серіктері пайда болған заттардың қалдықтары. Олар планетаның тарту күші әсерінен жеке дене болып біріге алмай калған.

Сатурн атмосферасы біркелкі және сутегі, метан мен аммиактан құралған, салмағы Жерден бірнеше есе артық болса да, оның бетіндегі ауырлық күші жерден сәл ғана артығырак. Сатурн жолақтар мен дақтардан тұратын тұтас бұлт жамылғысымен қоршалған. Күн сәулесі Сатурнды Жермен салыстырғанда 90 есе әлсіз жылытады. Сондықтан оның орташа температурасы -150°С. XX ғасырдың ортасында өлшенген жоғарғы бұлттарындағы температура шамамен -170°С. Сатурнның ядросына жақын жердегі температура жоғары, ал қысымы әжептөуір болуы ықтимал. Сондықтан сутегі қатты метал күйінде болуы мүмкін.

Сатурнның 17 серігі бар. Титан- бұл тек Сатрунның ғана емес барлық Күн жүйесіндегі ең бір көңіл аударарлық серік. Өлшемі Меркуриймен шамалас келетін серіктің салмағы одан сәл жеңіл. Шолпан тәрізді ол да бұлттарға оранған.

Оның атмосферасында азот және 4 млрд жыл бұрын жерде тіршіліктің пайда болуына септігін тигізген кейбір заттар бар. 2004 жылы Сатрунға ғарыш кемесі "Кассини" жақындап келіп, Титанның атмосферасына "Гюйгенс" зондын түсіріп кетті. Зонд Жерге Титанның атмосферасы және оның беткі қабаты жөнінде мәліметтер жіберді. Гиперион - Сатрунның кішкентай серігі, пішіні айкындалмаған, ерекше дене. Оның өз осінен айналуы ретсіз жүреді. Онда Күн әр жерден шығады және тәуліктің ұзақтығы өзгеріп отырады.

Уран (түрлі-түсті косымшадағы 21-сурет) да барлык алып планеталар тәрізді жартылай сұйық, жартылай газ күйінде тұрады. Планетаның ішінде елеулі ірі катты ядросы бар. Газ қабығының астында калыңдығы планетаның радиусының үштен біріндей жерде су, аммиак және метаннан тұратын, температурасы бірнеше жүз градус болатын тығыз мүхит орналаскан. Ондағы атмосфераның кысымы 200 мың жер атмосферасы қысымынан кем емес. Басқа алып планеталарға ұқсас Уранның атмосферасы, негізінен, сутегінен, гелийден және метаннан тұрады және олардың салыстырмалы қатынасы Юпитер мен Сатурнға қарағанда төмен. Уранның түсі көгілдір, өйткені оның атмосферасының жоғарғы қабаттарында сутегі мен гелийдің түтіні бар. Планетаның орташа тығыздығы 1, 29 г/см ³ .

Уранның Күннен кашықтығы 19, 2 а. б., экваторлық диаметрі Жердікінен 4 есе үлкен, массасы Жер массасынан 14, 5 есе артық. Күнді айналу периоды 84 жыл. Урандағы орташа температура 60 К шамасында. Планетадағы тәулік 17 сағ 14 мин-қа созылады. Уранның өз осінен айналуының бірқатар ерекшеліктері бар: оның айналу осі аркылы өтетін жазықтық орбита жазықтығына перпендикуляр (98°) деуге болады, ал өз өсінен айналу бағыты Күнді айналу бағытына қарама-карсы (барлық планеталар ішінде кері айналу тек Шолпанда ғана байқалады) . Осыған байланысты Урандағы жыл маусымдарының ауысуы өзіне тән жүреді. Ол орбита бойымен домалап келе жаткан сияқты болып көрінеді және оның полюсіне экваторына карағанда күн сәулесі көбірек түседі. Оның әрбір полюсінде Күн 42 жыл шамасындай уақыт болады.

Уранның магнит өрісі Жердікі сиякты күшті, бірак магниттік полюс географиялык полюстен шамамен 50°-ка ауыткыған. Күшті магнит өрісінің әсерінен Уранның жоғарғы атмосферасында әр түрлі шұғылалар жердегі солтүстік шұғыла сиякты байкалады.

Уранда тоғыз сақина бар. Олар тығыз, тасты, жіңішке, Сатурнның сақиналарына карағанда мың есе жіңішке (калыңдығы 1 км-ден 100 км-ге дейін) және бір-бірінен қашық орналасқан, түстері көмірдей қара. Сақиналар жүйесі жүлдызды Уран тасалаған кезде 1977 жылы байкалды. Уранның көлеңкесіне жасырынатын кезде және одан шыққаннан кейін жұлдыздың жарқырауының бес есе әлсіреуі планетаны қоршаған сақина болуы керек деген ойға әкелді.

"Вояджер-2" ұшып өткенге дейін Уранның бес серігі белгілі болатын. Олар: Титания, Ариэль, Оберон, Миранда, Умбриэль.

Ғарыш кемесі ұшып өткеннен кейін тағы да 10 серік табылды. "Вояджер-2" Уранды айналып ұшқанда оның серігі Миранда ғалымдарды танқалдырды. Зондтың жерге жіберген мәліметтерінің көмегімен Миранда бетінің бедерінің суреті салынды. Мұнда стадионда жүгіретін жолға ұксас және ұзындығы 20 км-ге жететін терең ойпаттар бар.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.