ดาวเคราะห์ยักษ์และดวงจันทร์บริวาร
ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่รอบนอก ระบบภายในที่เป็นของเหลวลึกและชั้นบรรยากาศที่ปั่นป่วน รวมถึงดวงจันทร์บริวารและวงแหวนที่หลากหลายซึ่งโคจรรอบดาวเคราะห์เหล่านั้น
Definition
ดาวเคราะห์ยักษ์คือดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อุดมไปด้วยแก๊สและน้ำแข็งซึ่งอยู่รอบนอก และขอบเขตนี้ยังครอบคลุมถึงระบบดวงจันทร์บริวารและวงแหวนที่โคจรรอบดาวเคราะห์เหล่านั้นด้วย
Scope
ขอบเขตนี้ครอบคลุมถึงดาวเคราะห์แก๊สยักษ์อย่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์อย่างดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน รวมถึงระบบดวงจันทร์บริวารและวงแหวนอันอุดมสมบูรณ์ที่ดาวเคราะห์เหล่านี้เป็นเจ้าของ เนื้อหาจะกล่าวถึงองค์ประกอบโดยรวมและโครงสร้างภายในที่เป็นของเหลวแบ่งชั้น พลวัตของชั้นบรรยากาศที่เป็นแถบและพายุขนาดใหญ่ สนามแม่เหล็กอันทรงพลัง รวมถึงต้นกำเนิดและพลวัตของระบบวงแหวน ดวงจันทร์บริวารมีตั้งแต่ไอโอที่มีภูเขาไฟไปจนถึงดาวบริวารที่มีมหาสมุทรน้ำแข็ง ทำให้ขอบเขตนี้เป็นสะพานเชื่อมไปสู่คำถามเกี่ยวกับความสามารถในการอยู่อาศัยได้นอกระบบสุริยะชั้นใน
Sub-topics
Core questions
- โครงสร้างภายในและองค์ประกอบของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์และดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์เป็นอย่างไร?
- อะไรคือแรงขับเคลื่อนลมที่เป็นแถบ กระแสลมกรด และพายุที่มีอายุยืนยาวในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยักษ์?
- ระบบดาวบริวารและวงแหวนของดาวเคราะห์ยักษ์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไรและมีการวิวัฒนาการอย่างไร?
- ทำไมดวงจันทร์บริวารบางดวงของดาวเคราะห์ยักษ์จึงมีมหาสมุทรใต้พื้นผิว?
Key theories
- โครงสร้างภายในที่เป็นของเหลวแบ่งชั้นของดาวเคราะห์ยักษ์
- ดาวเคราะห์ยักษ์ประกอบด้วยชั้นลึกของไฮโดรเจนและฮีเลียม หรือน้ำ แอมโมเนีย และน้ำแข็งมีเทน ทับอยู่บนแกนกลางที่เป็นธาตุหนักที่เป็นไปได้ โดยไฮโดรเจนจะกลายเป็นโลหะที่ระดับความลึกในดาวเคราะห์แก๊สยักษ์
- การหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศที่เป็นแถบ
- การหมุนอย่างรวดเร็วและความร้อนภายในจัดระเบียบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยักษ์ให้เป็นกระแสลมกรดและแถบสลับกัน ซึ่งคงสภาพกระแสวน เช่น จุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีไว้ได้เป็นเวลานาน
- ต้นกำเนิดของดาวบริวารปกติและวงแหวนจากจานพอกพูนมวล
- ดวงจันทร์บริวารปกติที่โคจรไปข้างหน้าก่อตัวขึ้นในจานรอบดาวเคราะห์ที่กำลังเติบโต ในขณะที่วงแหวนสามารถเกิดขึ้นได้จากวัตถุที่แตกสลายและถูกปรับแต่งอย่างต่อเนื่องโดยปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดวงจันทร์บริวาร
Clinical relevance
ดาวเคราะห์ยักษ์มีอิทธิพลต่อมวลส่วนใหญ่ของระบบสุริยะนอกเหนือจากดวงอาทิตย์ ควบคุมพลวัตของวัตถุขนาดเล็ก ทำหน้าที่เป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่ใกล้เคียงที่สุดหลายดวง และเป็นที่ตั้งของดวงจันทร์น้ำแข็งซึ่งเป็นเป้าหมายหลักในการค้นหาสิ่งมีชีวิต
History
การบินผ่านของยานไพโอเนียร์และวอยเอเจอร์ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ได้เปิดเผยรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนของดาวเคราะห์ยักษ์และดวงจันทร์บริวาร รวมถึงภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นบนไอโอและความซับซ้อนของวงแหวนดาวเสาร์ จากนั้นภารกิจกาลิเลโอ แคสสินี-ฮอยเกนส์ จูโน และการบินผ่านดาวเนปจูนของยานวอยเอเจอร์ ได้ให้การศึกษาอย่างต่อเนื่องและใกล้ชิดเกี่ยวกับโครงสร้างภายใน ชั้นบรรยากาศ สนามแม่เหล็ก และดาวบริวาร
Debates
- แกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์มีความหนาแน่นสูงหรือเจือจาง?
- ข้อมูลแรงโน้มถ่วงจากยานจูโนชี้ให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีอาจมีแกนกลางที่พร่ามัวและเจือจาง แทนที่จะเป็นแกนกลางที่มีขอบเขตชัดเจน ซึ่งท้าทายแบบจำลองโครงสร้างภายในแบบดั้งเดิม
Key figures
- Andrew Ingersoll
- Tristan Guillot
- Fran Bagenal
- Carolyn Porco
Related topics
Seminal works
- guillot2005
- ingersoll2004
Frequently asked questions
- ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์กับดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์แตกต่างกันอย่างไร?
- ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม ในขณะที่ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ เช่น ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน มีสัดส่วนของน้ำแข็งระเหยง่ายที่หนักกว่า เช่น น้ำ แอมโมเนีย และมีเทน ในปริมาณที่มากกว่า
- ดาวเคราะห์ยักษ์มีพื้นผิวที่แข็งหรือไม่?
- ไม่มี พวกมันไม่มีพื้นผิวที่แข็งให้ยืนได้ ชั้นบรรยากาศของพวกมันจะลึกลงไปอย่างต่อเนื่องสู่โครงสร้างภายในที่เป็นของเหลวซึ่งจะร้อนจัดและหนาแน่นอย่างยิ่งเมื่อเข้าใกล้ศูนย์กลาง