Планеты-гиганты и их спутники
Массивные внешние планеты, их глубокие жидкие недра и турбулентные атмосферы, а также разнообразные спутники и кольца, обращающиеся вокруг них.
Definition
Планеты-гиганты — это крупные, богатые газом и льдом внешние планеты, и эта область также охватывает системы спутников и колец, которые обращаются вокруг них.
Scope
Эта область охватывает газовые гиганты Юпитер и Сатурн, ледяные гиганты Уран и Нептун, а также богатые системы спутников и колец, которые они принимают. Она рассматривает их объемный состав и слоистые жидкие недра, динамику их полосатых атмосфер и великих штормов, их мощные магнитосферы, а также происхождение и динамику кольцевых систем. Спутники варьируются от вулканического Ио до ледяных спутников с океанами, что делает эту область мостом к вопросам обитаемости за пределами внутренней Солнечной системы.
Sub-topics
Core questions
- Каковы внутренние структуры и состав газовых и ледяных гигантов?
- Что движет полосатыми ветрами, струями и долгоживущими штормами в атмосферах планет-гигантов?
- Как образовались и как развиваются системы спутников и колец гигантов?
- Почему некоторые спутники планет-гигантов имеют подповерхностные океаны?
Key theories
- Слоистые жидкие недра планет-гигантов
- Планеты-гиганты состоят из глубоких оболочек водорода и гелия или воды, аммиака и метановых льдов над возможными ядрами из тяжелых элементов, при этом водород становится металлическим на глубине в газовых гигантах.
- Полосатая атмосферная циркуляция
- Быстрое вращение и внутреннее тепло организуют атмосферы планет-гигантов в чередующиеся зональные струи и полосы, поддерживая вихри, такие как Большое Красное Пятно Юпитера, в течение длительных периодов времени.
- Происхождение регулярных спутников и колец из аккреционного диска
- Регулярные прямые спутники образовались в околопланетных дисках вокруг растущих гигантов, в то время как кольца могут возникать из разрушенных тел и постоянно формируются гравитационными взаимодействиями со спутниками.
Clinical relevance
Планеты-гиганты доминируют по массе в Солнечной системе за пределами Солнца, управляют динамикой малых тел, служат ближайшими аналогами многих экзопланет и являются домом для ледяных спутников, которые являются ведущими целями в поиске жизни.
History
Пролеты аппаратов Pioneer и Voyager в 1970-х и 1980-х годах раскрыли планеты-гиганты и их спутники с беспрецедентной детализацией, включая активный вулканизм на Ио и сложность колец Сатурна. Затем миссии Galileo, Cassini-Huygens, Juno и пролет Voyager мимо Нептуна обеспечили продолжительное и тщательное изучение недр, атмосфер, магнитосфер и спутников.
Debates
- Являются ли ядра планет-гигантов компактными или размытыми?
- Данные гравитации от Juno предполагают, что Юпитер может иметь нечеткое, размытое ядро, а не четко ограниченное, что ставит под сомнение классические модели внутреннего строения.
Key figures
- Andrew Ingersoll
- Tristan Guillot
- Fran Bagenal
- Carolyn Porco
Related topics
Seminal works
- guillot2005
- ingersoll2004
Frequently asked questions
- В чем разница между газовыми гигантами и ледяными гигантами?
- Газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, состоят преимущественно из водорода и гелия, в то время как ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун, содержат большую долю более тяжелых летучих льдов, таких как вода, аммиак и метан.
- Есть ли у планет-гигантов твердые поверхности?
- Нет, у них нет твердой поверхности, на которой можно стоять; их атмосферы непрерывно углубляются в жидкие недра, которые становятся чрезвычайно горячими и плотными к центру.