حقائق مثيرة للاهتمام حول الكواكب العملاقة الكبيرة! الكواكب العملاقة في المجموعة الشمسية (المشتري، زحل، أورانوس، نبتون) معلومات مختصرة عن كتلة الكواكب العملاقة.

كوكب المشتري- أكبر كوكب في المجموعة الشمسية، وله أكبر نصف قطر وأكبر كتلة. ولذلك فإن تسارع الجاذبية على كوكب المشتري أكبر بـ 2.67 مرة من تسارع الجاذبية على الأرض. يشبه تكوين كوكب المشتري تكوين النجوم: الهيدروجين حوالي 80%، والهيليوم حوالي 17%. تؤدي السرعة الهائلة لدوران المشتري إلى تسطيحه بشكل كبير عند القطبين. يتمتع كوكب المشتري بمجال مغناطيسي قوي، ويرجع أصله إلى حقيقة وجود ضغط هائل في أعماق كوكب المشتري يتحول عنده الهيدروجين إلى حالة معدنية.

كوكب المشتري لديه 64 قمرا صناعيا، أكبرهم آيو، أوروبا، جانيميد وكاليستو، وأحجامها تضاهي حجم القمر. ويمكن رؤية هذه الأقمار الصناعية من الأرض من خلال مناظير قوية.

زحل(الشكل 52) كوكب مشهور بحلقاته. حلقات زحل عبارة عن طبقة رقيقة من الحطام بأحجام مختلفة تدور حولها. تم اكتشاف الحلقة الأولى عام 1656 على يد عالم فلك وفيزيائي هولندي عاشرا هيغنز(1629-1695). وأظهرت الصور المرسلة إلى الأرض من المركبة الفضائية فوييجر أن هناك ما يقرب من 1000 حلقة من هذا القبيل يتراوح عرضها من 25 إلى 90 كيلومترًا.

هناك 62 قمرًا صناعيًا تدور حول زحل، أكبرهم تيتان الذي يبلغ قطره 1.5 مرة قطر القمر.

أورانوستمامًا مثل كوكب زحل والمشتري، فهو عبارة عن كرة غازية تتكون من الهيدروجين والهيليوم والميثان والأمونيا. كما أن لديها حلقات، فقط رقيقة نسبيًا. يمتلك أورانوس 27 قمرًا بأحجام مختلفة، قطر العديد منها أكبر من 1000 كيلومتر.

نبتونتشبه إلى حد كبير في خصائصها الفيزيائية لأورانوس. حجمه وكتلته قريبان من حجم وكتلة أورانوس، والغلاف الجوي له نفس التركيبة. وهو محاط بنظام حلقات أرق من أورانوس، ويدور حوله 13 قمرا صناعيا تتراوح أقطارها من 54 إلى 400 كيلومتر. المواد من الموقع

إن تاريخ اكتشاف نبتون مثير للاهتمام للغاية؛ فهو لا يؤكد صحة القوانين الفيزيائية فحسب، بل يؤكد أيضًا دورها التنبؤي في المعرفة العلمية. ويعتبر نبتون أبعد كوكب في المجموعة الشمسية، ولم يتمكن العلماء من اكتشافه أثناء عمليات الرصد. الدراسة في منتصف القرن التاسع عشر. حركة أورانوس، عالم الفلك الإنجليزي ج.-ك. آدامز(1819–1892) وعالم فلك فرنسي U.-J. ليفرير(1811 -1877) اكتشفوا أن أورانوس يتحرك ببعض الانحرافات عن المدار الذي حسبوه باستخدام قوانين نيوتن للحركة. واقترحوا أن هناك كوكبًا آخر خلف أورانوس، والذي يشوه جاذبيته المسار المحسوب لحركته. وباستخدام قانون الجاذبية العالمية، قاموا بحساب إحداثيات الكوكب المفترض. وفي وقت لاحق، تم اكتشاف نبتون بالضبط في المكان الذي حسبوا إحداثياته.

وفي عام 1930 تم افتتاحه بنفس الطريقة بلوتو,منذ فترة طويلة يعتبر الكوكب التاسع للنظام الشمسي (لديه 4 أقمار صناعية). ومع ذلك، في عام 2006، تم الافتراض بأن بلوتو كان أحد أقمار نبتون التي غادرت مدارها.

تتكون مجموعة الكواكب العملاقة من أربعة كواكب النظام الشمسي - نبتون وزحل وأورانوس والمشتري. وبما أن هذه الكواكب الضخمة أبعد بكثير عن الشمس من الكواكب الصغيرة، فإن لها اسمًا آخر - الكواكب الخارجية.

يمكنك تقسيم الحقائق المثيرة للاهتمام حول الكواكب العملاقة إلى عدة فئات. الأول يأخذ في الاعتبار هيكلها ودورانها. والثاني مخصص للظواهر التي لوحظت في أجواءهم. والثالث يشير إلى وجود حلقات على الكواكب. والرابع يصف وجود الأقمار الصناعية.

هيكل الكواكب العملاقة ودورانها

في الأساس، تتشكل الكواكب العملاقة من خليط معقد من الغازات - الأمونيا والهيدروجين والميثان والهيليوم. ووفقا للعلماء، فإن هذه الكواكب لها نوى حجرية أو معدنية صغيرة.

ونظرًا للكتلة الهائلة للجسم، يصل الضغط في أحشاء الكوكب الغازي إلى ملايين الأجواء. يؤدي ضغطها بالجاذبية إلى إطلاق طاقة كبيرة. ونتيجة لهذا العامل، تطلق الكواكب العملاقة حرارة أكثر مما تمتصه من الإشعاع الشمسي.

نظرًا لأن أبعادها أكبر بكثير من أبعاد الأرض، فإن هذه الكواكب الغازية تكمل دورانها اليومي خلال 9-17 ساعة. أما متوسط ​​كثافة الكواكب العملاقة فيقترب من 1.4 جرام/مكعب. سم - يساوي تقريبا الطاقة الشمسية.

كوكب المشتري، أكبر كوكب في النظام الشمسي، له كتلة أكبر من الكتلة الإجمالية لجميع الكواكب الأخرى. ربما هذا هو سبب تسميته على اسم الإله الرئيسي للبانثيون الروماني. يعتقد العلماء أن الدوران السريع لكوكب المشتري هو الذي يفسر موقع السحب في غلافه الجوي - ونلاحظها على شكل خطوط ممتدة.

الظواهر الجوية

ومن الحقائق المثيرة للاهتمام حول الكواكب العملاقة وجود أصداف جوية قوية، حيث تحدث عمليات غير عادية وفقًا للمفاهيم الأرضية.

في أجواء هذه الكواكب، ليس من غير المألوف وجود رياح قوية تزيد سرعتها عن ألف كيلومتر في الساعة.

كما لوحظت دوامات إعصار طويلة الأمد هناك، على سبيل المثال، على كوكب المشتري - البقعة الحمراء العظيمة التي يبلغ عمرها ثلاثمائة عام. كانت هناك بقعة مظلمة كبيرة على نبتون لفترة طويلة، كما لوحظت بقع مضادة للأعاصير على زحل.

حلقات وأقمار الكواكب العملاقة

يتم تفسير اختفاء "إطار" كوكب المشتري بضيقه وصغر حجم جزيئات الغبار الموجودة في تركيبته.

حلقة زحل هي الأكثر إثارة للإعجاب من حيث الحجم - يبلغ قطرها 400 ألف كيلومتر، ولكن عرض الحلقة لا يتجاوز بضع عشرات من الأمتار. تتكون الحلقة من قطع من الجليد والصخور الصغيرة تدور حول الكوكب. وتفصل بين هذه الأجزاء عدة فجوات تشكل عدة حلقات مختلفة تحيط بالكوكب.

نظام حلقات أورانوس هو ثاني أكبر نظام، و"حافته" ذات ألوان حمراء ورمادية وزرقاء. تحتوي على قطع من الجليد المائي وحطام داكن جدًا لا يزيد قطره عن المتر.

هناك خمس حلقات فرعية في حلقة نبتون، ويفترض أنها تتكون من جزيئات الجليد.

يتضمن نظام الأقمار الصناعية لكوكب المشتري ما يقرب من 70 جسمًا. واحد منهم، جانيميد، يعتبر أكبر قمر صناعي في النظام الشمسي.

اكتشف الباحثون أكثر من 60 قمرا صناعيا لزحل، ونبتون لديه 27 قمرا، ونبتون لديه 14 قمرا، بما في ذلك تريتون. يتميز الأخير بمداره الرجعي - وهو الوحيد من بين جميع الأقمار الصناعية الكبيرة في النظام الشمسي.

يتمتع هذا القمر الصناعي، بالإضافة إلى قمرين صناعيين آخرين للكواكب الغازية - تيتان وآيو، بأغلفة جوية.

كوكب المشتري

كوكب المشتري، الكوكب الرئيسي الخامس من الشمس في النظام الشمسي، هو أكبر الكواكب العملاقة.

الحركة، الحجم، الشكل

يتحرك كوكب المشتري حول الشمس في مدار إهليلجي شبه دائري، ويميل مستواه إلى مستوى مسير الشمس بزاوية قدرها 1°18.3". أدنى مسافة لكوكب المشتري من الشمس هي 4.95 وحدة فلكية، والحد الأقصى 5.45 وحدة فلكية، في المتوسط. - 5.2 وحدة فلكية (1 وحدة فلكية = 149.6 مليون كم).

يميل خط الاستواء إلى المستوى المداري بزاوية 3°5"، ونظرًا لصغر هذه الزاوية، يتم التعبير بشكل ضعيف جدًا عن التغيرات الموسمية على المشتري. يتحرك المشتري حول الشمس بسرعة متوسطة تبلغ 13.06 كم/ثانية، يقوم بدورة واحدة خلال 11862 سنة أرضية. وتتراوح مسافة كوكب المشتري من الأرض من 188 إلى 967 مليون كيلومتر. وفي المقابل، يظهر كوكب المشتري كنجم مصفر قليلاً بقوة 2.6 من بين جميع الكواكب، وهو في المرتبة الثانية في التألق بعد كوكب الزهرة والمريخ خلال المعارضة الكبيرة للأخير.

ليس لدى كوكب المشتري سطح صلب، لذلك، عند الحديث عن حجمه، يشيرون إلى نصف قطر الحد العلوي للسحب، حيث يبلغ الضغط حوالي 10 كيلو باسكال؛ ويبلغ نصف قطر كوكب المشتري عند خط الاستواء 71400 كم. في الغلاف الجوي لكوكب المشتري، تظهر بوضوح الطبقات أو المناطق الموازية لمستوى خط الاستواء، وتدور حول محور الكوكب بسرعات زاوية مختلفة. تدور المنطقة الاستوائية بشكل أسرع - مدة دورانها هي 9 ساعات و 50 دقيقة و 30 ثانية، أي أقل بـ 5 دقائق و 11 ثانية من فترة دوران المناطق القطبية. لا يوجد كوكب آخر في النظام الشمسي يدور بهذه السرعة.

تبلغ كتلة المشتري 1.899*1027 كجم، أي 317.8 مرة كتلة الأرض، لكن متوسط ​​كثافته 1.33 جم/سم3، أي أقل بـ 4 مرات من كثافة الأرض. عجلة الجاذبية الأرضية عند خط الاستواء 23.5 م/ث 2 .

في خطوط العرض الجنوبية المعتدلة لكوكب المشتري، تتحرك ببطء البقعة الحمراء الكبيرة البيضاوية، التي تتراوح أبعادها العرضية من 30 إلى 40 ألف كيلومتر. في مائة عام تقوم بحوالي 3 دورات. طبيعة هذه الظاهرة ليست واضحة تماما.

هيكل وتكوين كوكب المشتري

مثل الكواكب العملاقة الأخرى، يختلف كوكب المشتري بشكل كبير في التركيب الكيميائي عن الكواكب الأرضية. يهيمن الهيدروجين والهيليوم بشكل مطلق هنا بنسبة "الشمسية" البالغة 3.4: 1، ولكن في وسط الكوكب، وفقًا للنماذج الموجودة، يوجد نواة سائلة من المعادن المنصهرة والسيليكات، محاطة بقشرة سائلة من الماء والأمونيا. . يبلغ نصف قطر هذا اللب حوالي 1/10 من نصف قطر الكوكب، والكتلة ~ 0.3-0.4 من كتلته، ودرجة الحرارة حوالي 2500 كلفن عند ضغط ~ 8000 جيجا باسكال.

إن التدفق الحراري من أعماق كوكب المشتري هو ضعف الطاقة التي يتلقاها من الشمس. ونظرًا لعدم وجود سطح صلب، لا يوجد لكوكب المشتري غلاف جوي في حد ذاته. يتكون غلافه الغازي بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، ولكن هناك أيضًا خليط صغير من الميثان وجزيئات الماء والأمونيا وما إلى ذلك.

المعلمات الفيزيائية والكيميائية

تم رصد العواصف الرعدية في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. كما تم إثبات وجود طبقة أيونوسفيرية يبلغ طولها في الارتفاع حوالي 3000 كيلومتر.

كوكب المشتري لديه مجال مغناطيسي. إن عزم ثنائي القطب المغناطيسي أكبر بحوالي 12000 مرة من عزم ثنائي القطب للأرض، ولكن بما أن قوة المجال المغناطيسي تتناسب عكسيًا مع مكعب نصف القطر، وكوكب المشتري أكبر بمقدار ضعفين من قوة الأرض، فإن الشدة عند سطح كوكب المشتري أعلى من الأرض بـ 5-6 مرات فقط. يميل المحور المغناطيسي على محور الدوران بمقدار (10.2 ± 0.6)°. يهيمن الهيكل ثنائي القطب للمجال المغناطيسي على مسافات تصل إلى 15 نصف قطر كوكب. يمتلك كوكب المشتري غلافًا مغناطيسيًا واسع النطاق يشبه الغلاف المغناطيسي للأرض ولكنه أكبر بحوالي 100 مرة. هناك أحزمة الإشعاع.

أقمار كوكب المشتري

أول أقمار غاليليو، آيو، أكبر من القمر. لها غلاف جوي وأيونوسفير يتكون بشكل رئيسي من أيونات الكبريت والصوديوم. نشاطها البركاني نشط للغاية (أكثر من نشاطه على الأرض). وتصل أبعاد الفوهات البركانية إلى مئات الكيلومترات، متجاوزة تلك الموجودة على الأرض بعشرات بل ومئات المرات، على الرغم من أن ارتفاع البراكين صغير نسبيا. فقط في المناطق القطبية من آيو توجد براكين يبلغ ارتفاعها حوالي 10 كيلومترات. ترتفع انبعاثات الكبريت من البراكين إلى ارتفاع يصل إلى 250 كيلومترًا. وبحسب عدد من الباحثين، قد يتواجد الكبريت السائل تحت القشرة السطحية الرقيقة الصلبة للقمر الصناعي، المغطاة بطبقة من الكبريت وثاني أكسيده. تبلغ درجة حرارة سطح آيو حوالي -120 درجة مئوية عند خط الاستواء (باستثناء المناطق البركانية) وأقل بمقدار 50 درجة أخرى عند القطبين. إن الندرة النسبية للحفر الصدمية التي يزيد حجمها عن 1-2 كيلومتر تسمح لنا باعتبار سطح آيو صغيرًا نسبيًا (أقل من مليون سنة).

ومع ذلك، ليست كل أقمار كوكب المشتري لديها أسطح ناعمة. وهكذا فإن كثافة الفوهات في بعض مناطق كاليستو، وهي أصغر حجما من جانيميد، تقترب من الحد الأقصى. وفي بعض المناطق، تقترب حواف الفوهات من بعضها البعض. وقد يكون أحد أسباب هذا التوزيع للفوهات هو قابلية الصخور السطحية للانصهار (خاصة الجليد).

خاتم كوكب المشتري

وقد ثبت أن كوكب المشتري يحتوي على حلقة مسطحة ضخمة من الغبار والحجارة الصغيرة، يبلغ عرضها 6 كيلومترات وسمكها 1 كيلومتر، وتمتد إلى عشرات الآلاف من الكيلومترات من الحد العلوي للسحب.

إن دراسة كوكب المشتري وأقماره، والتي أسفرت بالفعل عن العديد من النتائج الجديدة بشكل ملحوظ، أدت أيضًا إلى صياغة عدد من المشكلات الجديدة. وعلى وجه الخصوص، فإن الأبحاث المتعلقة بالطبيعة الفيزيائية للمجالات الكهربائية المكثفة بالقرب من الأقمار الصناعية الأقرب إلى كوكب المشتري لا تزال في مراحلها الأولى.

زحل

زحل، السادس من الشمس، ثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية بعد المشتري؛ ينتمي إلى الكواكب العملاقة.

الحركة، الحجم، الشكل

يمتلك مدار زحل الإهليلجي انحرافًا مركزيًا قدره 0.0556 ومتوسط ​​نصف قطر يبلغ 9.539 وحدة فلكية. هـ (1427 مليون كم). تبلغ المسافة القصوى والدنيا من الشمس حوالي 10 و 9 وحدات فلكية. هـ - تختلف المسافات عن الأرض من 1.2 إلى 1.6 مليار كيلومتر. ويبلغ ميل مدار الكوكب إلى مستوى مسير الشمس 2°29.4". وتصل الزاوية بين مستويات خط الاستواء والمدار إلى 26°44". يتحرك زحل في مداره بسرعة متوسطة تبلغ 2.64 كم/ث؛ فترة الثورة حول الشمس هي 29.46 سنة أرضية.

لا يمتلك الكوكب سطحًا صلبًا، كما أن عتامة الغلاف الجوي تعيق عمليات الرصد البصري. وبالنسبة لنصفي القطر الاستوائي والقطبي فإن القيم المقبولة هي 60 ألف كم و53.5 ألف كم. ويبلغ متوسط ​​نصف قطر زحل 9.1 مرة أكبر من نصف قطر الأرض. وفي سماء الأرض يبدو زحل وكأنه نجم مصفر، يتراوح سطوعه من الصفر إلى القدر الأول. تبلغ كتلة زحل 5.68×1026 كجم، أي 95.1 ضعف كتلة الأرض؛ علاوة على ذلك، فإن متوسط ​​كثافة زحل، الذي يساوي 0.68 جم/سم3، يكاد يكون أقل من كثافة الأرض. يبلغ تسارع الجاذبية على سطح زحل عند خط الاستواء 9.06 م/ث 2 . سطح زحل (الطبقة السحابية)، مثل كوكب المشتري، لا يدور كوحدة واحدة. وتدور المناطق الاستوائية في الغلاف الجوي لكوكب زحل بفترة 10 ساعات و14 دقيقة بتوقيت الأرض، وعند خطوط العرض المعتدلة تكون هذه الفترة أطول بـ 26 دقيقة.

الهيكل والتكوين

تبلغ درجة الحرارة في الطبقات الوسطى من الغلاف الجوي (معظمها من الهيدروجين، على الرغم من توقع وجود كميات صغيرة من الهيليوم والأمونيا والميثان) حوالي 100 كلفن.

من حيث بنيته الداخلية وتكوينه، زحل يشبه إلى حد كبير كوكب المشتري. على وجه الخصوص، يوجد في زحل في المنطقة الاستوائية تكوين مشابه للبقعة الحمراء الكبرى، على الرغم من أنه أصغر منه في كوكب المشتري.

ثلثي كوكب زحل يتكون من الهيدروجين. عند عمق يساوي تقريبًا R/2، أي نصف نصف قطر الكوكب، يتحول الهيدروجين عند ضغط يبلغ حوالي 300 جيجا باسكال إلى الطور المعدني. ومع زيادة العمق، بدءًا من R/3، تزداد نسبة مركبات الهيدروجين وأكاسيده. في وسط الكوكب (في المنطقة الأساسية) تبلغ درجة الحرارة حوالي 20000 كلفن.

أقمار زحل

جميع الأقمار الصناعية، باستثناء تيتان الضخم، وهو أكبر من عطارد وله غلاف جوي، تتكون أساسًا من الجليد (مع بعض خليط الصخور في ميماس وديون وريا). إنسيلادوس فريد من نوعه في سطوعه، فهو يعكس الضوء تقريبًا مثل الثلج المتساقط حديثًا. سطح فيبي أحلك، وبالتالي فهو غير مرئي تقريبًا. سطح Iapetus غير عادي: نصف الكرة الأمامي (في اتجاه الحركة) يختلف تمامًا في الانعكاس عن الجزء الخلفي.

من بين جميع الأقمار الصناعية الكبيرة لزحل، فإن هايبريون فقط له شكل غير منتظم، ربما بسبب اصطدامه بجسم ضخم، مثل نيزك جليدي عملاق. سطح هايبريون ملوث بشدة. أسطح العديد من الأقمار الصناعية مليئة بالفوهات. وهكذا تم اكتشاف أكبر حفرة على سطح ديوني يبلغ قطرها عشرة كيلومترات؛ توجد على سطح ميماس حفرة بركان مرتفع جدًا بحيث يمكن رؤيته بوضوح حتى في الصور الفوتوغرافية. بالإضافة إلى الحفر، توجد على أسطح عدد من الأقمار الصناعية فوهات وأخاديد ومنخفضات. تم العثور على أكبر نشاط تكتوني وبركاني بالقرب من إنسيلادوس.

حلقة زحل

أورانوس

أورانوس (العلامة الفلكية الأولى)، كوكب، متوسط ​​المسافة من الشمس - 19.18 وحدة فلكية. هـ (2871 مليون كم)، المدة المدارية 84 سنة، مدة الدوران تقريباً. 17 ساعة، القطر الاستوائي 51200 كم، الكتلة 8.7 × 10 × 25 كجم، التركيب الجوي: H 2، He، CH 4. يميل محور دوران أورانوس بزاوية 98 درجة. يمتلك أورانوس 15 قمرًا صناعيًا (5 تم اكتشافهم من الأرض - ميراندا، أرييل، أومبريل، تيتانيا، أوبيرون، و10 اكتشفتهم المركبة الفضائية فوييجر 2 - كورديليا، أوفيليا، بيانكا، كريسيدا، ديسديمونا، جولييت، بورتيا، روزاليند، بليندا، بيك) و نظام الحلقات.

الحركة، الأبعاد، الكتلة

ويتحرك أورانوس حول الشمس في مدار إهليلجي، يكون محوره شبه الرئيسي (متوسط ​​مسافة مركز الشمس) أكبر بـ 19.182 مرة من محور الأرض، ويبلغ طوله 2871 مليون كيلومتر. الانحراف المداري هو 0.047، مما يعني أن المدار قريب جدًا من الدائري. يميل المستوى المداري إلى مسير الشمس بزاوية قدرها 0.8 درجة. يكمل أورانوس دورة واحدة حول الشمس خلال 84.01 سنة أرضية. تبلغ فترة دوران أورانوس حوالي 17 ساعة. يعود التشتت الموجود في تحديد قيم هذه الفترة إلى عدة أسباب، منها اثنان رئيسيان: أن السطح الغازي للكوكب لا يدور ككل واحد، وبالإضافة إلى ذلك، لم يتم العثور على عدم تجانس محلي ملحوظ على سطح أورانوس من شأنه أن يساعد في توضيح طول اليوم على الكوكب.

التكوين والهيكل الداخلي

مثل الكواكب العملاقة الأخرى، يتكون الغلاف الجوي لأورانوس بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم والميثان، على الرغم من أن مساهماتها النسبية أقل إلى حد ما مقارنة بالمشتري وزحل.

النموذج النظري لهيكل أورانوس هو كما يلي: طبقته السطحية عبارة عن قشرة غازية سائلة، يوجد تحتها غطاء جليدي (خليط من الماء وجليد الأمونيا)، وحتى أعمق - نواة من الصخور الصلبة. تشكل كتلة الوشاح واللب حوالي 85-90% من الكتلة الكلية لأورانوس. تمتد منطقة المادة الصلبة إلى 3/4 نصف قطر الكوكب

تقترب درجة الحرارة في مركز أورانوس من 10000 كلفن عند ضغط يتراوح بين 7-8 ملايين ضغط جوي (جو واحد يقابل تقريبًا بارًا واحدًا). عند الحدود الأساسية، يكون الضغط أقل بمقدار أمرين تقريبًا (حوالي 100 كيلو بار). درجة الحرارة الفعالة، التي يتم تحديدها من الإشعاع الحراري من سطح الكوكب، هي كاليفورنيا. 55 ك.

أقمار أورانوس

تاريخ اكتشاف أورانوس

لعدة قرون، عرف علماء الفلك على الأرض خمسة "نجوم متجولة" فقط - الكواكب. تميز عام 1781 باكتشاف كوكب آخر اسمه أورانوس. حدث هذا عندما بدأ عالم الفلك الإنجليزي دبليو هيرشل في تنفيذ برنامج عظيم: تجميع مسح منهجي كامل للسماء المرصعة بالنجوم. في 13 مارس، بالقرب من أحد النجوم في كوكبة الجوزاء، لاحظ هيرشل جسمًا غريبًا من الواضح أنه ليس نجمًا: تغيرت أبعاده الظاهرية اعتمادًا على تكبير التلسكوب، والأهم من ذلك، تغير موقعه في السماء. قرر هيرشل في البداية أنه اكتشف مذنبًا جديدًا (كان تقريره في اجتماع الجمعية الملكية في 26 أبريل 1781 يسمى "تقرير عن مذنب")، ولكن سرعان ما تم التخلي عن فرضية المذنب. وامتنانًا لجورج الثالث، الذي عين هيرشل عالمًا فلكيًا ملكيًا، اقترح الأخير تسمية الكوكب "نجم القديس جورج"، ومع ذلك، من أجل عدم انتهاك الارتباط التقليدي بالأساطير، تم اعتماد اسم "أورانوس". لم تتيح الملاحظات القليلة الأولى بعد إمكانية تحديد معالم مدار الكوكب الجديد بدقة، ولكن أولاً، زاد عدد هذه الملاحظات (على وجه الخصوص، في روسيا وفرنسا وألمانيا) بسرعة، وثانيًا، أتاحت الدراسة الدقيقة لكتالوجات الملاحظات السابقة التحقق من أن الكوكب قد تم تسجيله بشكل متكرر من قبل، ولكن تم الخلط بينه وبين نجم، مما أدى أيضًا إلى زيادة عدد البيانات بشكل كبير.

خلال الثلاثين عامًا التي تلت اكتشاف أورانوس، انخفضت حدة الاهتمام به بشكل دوري، ولكن لفترة قصيرة فقط. والحقيقة هي أن زيادة دقة الملاحظات كشفت عن حالات شاذة غامضة في حركة الكوكب: إما أنها "تخلفت" عن المحسوبة، أو بدأت "في قيادتها". أدى التفسير النظري لهذه الحالات الشاذة إلى اكتشافات جديدة - اكتشاف كواكب ما بعد اليورانيوم.

نبتون

نبتون، الكوكب الرئيسي الثامن من الشمس في النظام الشمسي، ينتمي إلى الكواكب العملاقة.

حركة ومعلمات الكوكب

يتحرك نبتون حول الشمس في مدار بيضاوي الشكل، قريب من مدار دائري (انحراف مركزي - 0.009)؛ ويبلغ متوسط ​​بعدها عن الشمس 30.058 مرة أكبر من بعد الأرض عن الأرض والذي يبلغ حوالي 4500 مليون كيلومتر. وهذا يعني أن ضوء الشمس يصل إلى نبتون في ما يزيد قليلاً عن 4 ساعات. ويبلغ طول السنة، أي زمن الدورة الكاملة حول الشمس، 164.8 سنة أرضية. يبلغ نصف القطر الاستوائي للكوكب 24.750 كيلومترًا، أي ما يقرب من أربعة أضعاف نصف قطر الأرض، ودورانه سريع جدًا لدرجة أن اليوم على نبتون يستمر 17.8 ساعة فقط. على الرغم من أن متوسط ​​كثافة نبتون يبلغ 1.67 جم/سم 3 أقل بثلاث مرات تقريبًا من كثافة الأرض، إلا أن كتلته، نظرًا لكبر حجم الكوكب، أكبر 17.2 مرة من كتلة الأرض. ويظهر نبتون في السماء كنجم قوته 7.8 (غير مرئي بالعين المجردة)؛ عند التكبير العالي يبدو وكأنه قرص مخضر، خالي من أي تفاصيل. يمتلك نبتون مجالًا مغناطيسيًا تبلغ قوته عند القطبين ضعف قوة الأرض تقريبًا.

التكوين والهيكل الداخلي

من بين جميع العناصر الموجودة على نبتون، يسود الهيدروجين والهيليوم بنفس النسبة تقريبًا الموجودة في الشمس: هناك حوالي 20 ذرة هيدروجين لكل ذرة هيليوم. في الحالة غير المقيدة، يوجد الهيدروجين على نبتون أقل بكثير منه على كوكب المشتري وزحل. وتوجد أيضًا عناصر أخرى، معظمها خفيفة. على نبتون، كما هو الحال في الكواكب العملاقة الأخرى، حدث تمايز متعدد الطبقات للمادة، حيث تم تشكيل قذيفة جليدية ممتدة، كما هو الحال في أورانوس. وفقا للتقديرات النظرية، هناك عباءة وجوهر. وفقا للنماذج المحسوبة، يمكن أن تصل كتلة النواة مع القشرة الجليدية إلى 90٪ من الكتلة الإجمالية للكوكب.

أقمار نبتون

تاريخ الاكتشاف

بعد أن اكتشف دبليو هيرشل أورانوس في عام 1781 وقام بحساب معلمات مداره، سرعان ما تم اكتشاف حالات شاذة غامضة في حركة هذا الكوكب - إما أنه "تخلف" عن المحسوب أو كان متقدمًا عليه.

في عام 1832، أشار جيه إيري، الذي أصبح فيما بعد عالم الفلك الملكي، في تقرير للجمعية البريطانية لتقدم العلوم، إلى أنه خلال 11 عامًا، وصل الخطأ في موقع أورانوس إلى ما يقرب من نصف دقيقة قوسية. بعد وقت قصير من نشر التقرير، تلقى إيري رسالة من عالم الفلك البريطاني الهاوي، القس الدكتور هاساي، يشير فيها إلى أن هذه الحالات الشاذة كانت بسبب تأثير كوكب "فوق سطح الأرض" غير المكتشف بعد. ويبدو أن هذا كان الاقتراح الأول للبحث عن كوكب "مثير للقلق". لم يوافق إيري على فكرة هاسي، ولم يبدأ البحث.

وفي العام السابق، ذكر الطالب الشاب الموهوب جي سي آدامز في ملاحظاته: «في بداية هذا الأسبوع خطرت لي فكرة البدء، مباشرة بعد حصولي على شهادتي، بدراسة الشذوذات في حركة أورانوس، والتي لم يتم حلها بعد». شرح. ومن الضروري معرفة ما إذا كان يمكن أن يكون سببها تأثير كوكب غير مكتشف يقع خلفه، وإذا أمكن، تحديد عناصر مداره تقريبًا على الأقل، والتي يمكن أن تؤدي إلى اكتشافه".

تمكن آدامز من البدء في حل هذه المشكلة بعد عامين فقط، وبحلول أكتوبر 1843 تم الانتهاء من الحسابات الأولية. قرر آدامز أن يعرضهم على إيري، لكنه لم يتمكن من مقابلة عالم الفلك الملكي. لم يتمكن آدامز من العودة إلا إلى كامبريدج، تاركًا نتائج حساباته لإيري. لأسباب غير معروفة، كان رد فعل إيري سلبيا على عمل آدامز، وكان ثمنه فقدان أولوية إنجلترا في اكتشاف كوكب جديد.

بشكل مستقل عن آدامز، عمل دبليو جي لو فيرييه على مشكلة كوكب ما بعد اليورانيوم في فرنسا. في 10 نوفمبر 1845، قدم للأكاديمية الفرنسية للعلوم نتائج تحليله النظري لحركة أورانوس، وخلص إلى التناقض بين البيانات الرصدية والبيانات المحسوبة: «يمكن تفسير ذلك بتأثير عامل خارجي، والذي سأقيمها في الرسالة الثانية.

تم إجراء مثل هذه التقديرات في النصف الأول من عام 1846. وقد ساعد في نجاح هذه الحالة الافتراض بأن الكوكب المطلوب كان يتحرك، وفقًا للقاعدة التجريبية لتيتيوس بودي، في مدار نصف قطره يساوي ثلاثة أضعاف نصف القطر من مدار أورانوس، وأن المدار لديه ميل صغير جدًا إلى مستوى مسير الشمس. أعطى Le Verrier تعليمات حول مكان البحث عن كوكب جديد. بعد أن تلقى أطروحة لو فيرييه الثانية، لفت إيري الانتباه إلى التطابق الوثيق للغاية بين نتائج دراسات آدامز ولو فيرييه فيما يتعلق بحركة الكوكب المفترض الذي يعطل حركة أورانوس، بل وشدد على ذلك في اجتماع خاص لمجلس غرينتش. من المساحين. ولكن، كما كان من قبل، لم يكن في عجلة من أمره لبدء البحث وبدأ في القلق بشأنهم فقط في يوليو 1846، مدركًا مدى السخط الذي يمكن أن تسببه سلبيته لاحقًا.

وفي الوقت نفسه، أكمل لو فيرييه دراسة أخرى في 31 أغسطس 1846، تم فيها الحصول على النظام النهائي للعناصر المدارية للكوكب المرغوب وتحديد مكانه في السماء. لكن في فرنسا، كما هو الحال في إنجلترا، لم يبدأ علماء الفلك البحث بعد، وفي 18 سبتمبر، لجأ لو فيرييه إلى آي جالي، وهو مساعد في مرصد برلين، الذي بدأ، بعد حصوله على إذن من مدير المرصد، عملية البحث. البحث في 23 سبتمبر مع الطالب D'Arre في ذلك المساء، كان الكوكب على بعد 52 بوصة فقط من الموقع المتوقع.

وسرعان ما انتشر خبر اكتشاف كوكب «على طرف قلم»، والذي كان من ألمع انتصارات الميكانيكا السماوية، في جميع أنحاء العالم العلمي. وفقا للتقاليد الراسخة، تم تسمية الكوكب نبتون تكريما للإله القديم.

لمدة عام تقريبًا، كان هناك صراع بين فرنسا وإنجلترا على أولوية الاكتشاف، والذي، كما يحدث غالبًا، لم يكن للأبطال أنفسهم أي صلة مباشرة به. على وجه الخصوص، تم إنشاء تفاهم كامل بين آدامز ولوفيرييه، وظلوا أصدقاء حتى نهاية حياتهم.

خلال الدرس، سيتمكن الجميع من فهم موضوع "الكواكب العملاقة". ستتعرف خلال الدرس على الكواكب التي تعتبر عمالقة، وما هي الميزات التي تميزها عن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي. فكر مع معلمك في كتلتها وحجمها، وهي أكبر بعدة مرات من كوكب الأرض.

ومن السمات الأخرى لعمالقة النظام الشمسي أنهم كواكب بلا سطح، حيث يتحول غلافها الجوي إلى حالة سائلة. يوجد داخل الكوكب نواة صغيرة نسبيًا، لكنها أكبر بكثير من أي من الكواكب الأرضية.

إذا قارنا الأرض مع كوكب المشتري(الشكل 2)، فسيكون حجمه أكبر بمقدار 1320 مرة، وأثقل بمقدار 314 مرة في الكتلة. ليس من المستغرب أن يكون أكبر كوكب في النظام الشمسي، متجاوزا في الكتلة ليس فقط الأرض، ولكن أيضا جميع الكواكب الأخرى. حصل الكوكب على اسمه تكريما لأهم إله روماني (الشكل 3). كوكب المشتري لديه خطوط طويلة من السحب. وفي الطبقة العليا من الغلاف الجوي تهب رياح بقوة الإعصار بسرعة تتجاوز 500 كيلومتر في الساعة. كوكب المشتري لديه نواة صخرية كثيفة في الداخل. الكوكب لديه حلقات، لكنها رقيقة جدا. درجة الحرارة -130 درجة مئوية، وذلك بسبب بعده عن الشمس. لفترة طويلة، لاحظ العلماء الغلاف الجوي لكوكب المشتري ولاحظوا رياح الأعاصير والأعاصير، لكن الاهتمام الأكبر سببه البقعة الحمراء الكبيرة (الشكل 4)، التي ظل العلماء يراقبونها منذ ثلاثمائة عام: إما أنها تتناقص أو تزيد ، يختفي لفترة ثم يظهر مرة أخرى. يعتقد الباحثون أن هذه دوامة جوية عملاقة. كوكب المشتري لديه حوالي 65 قمرا صناعيا (الشكل 5): ميتس، أدراستيا، أمالثيا، طيبة، آيو، أوروبا، جانيميد، كاليستو(الشكل 6)، ليدا، ليسيثيا، إيلارا، أنانكي، كارمي، باسيفاي، سينوب وغيرهم. أكبر قمر صناعي هو جانيميد.

زحل (الشكل 7) هو الكوكب السادس من الشمس، الذي سمي على اسم الإله الروماني القديم - قديس المزارعين (الشكل 8). يقع زحل على بعد 10 مرات من الشمس عن الأرض. وفي بنيته يشبه إلى حد كبير كوكب المشتري. يكمن تفرد الكوكب في حقيقة أن زحل هو الذي يحتوي على أوسع الحلقات (الشكل 9) ، ويصل عرضها إلى عدة عشرات الآلاف من الكيلومترات ، على الرغم من أن سمكها لا يزيد في بعض الأحيان عن كيلومتر واحد. ويبلغ عدد الأقمار الصناعية، وفقا لأحدث البيانات، 62 قمرا صناعيا. وتنخفض درجة الحرارة على السطح إلى أقل من 170 درجة مئوية.

أورانوس (الشكل 10) هو أول كوكب يتم اكتشافه عام 1781 باستخدام تلسكوب وليام هيرشل، على الرغم من أنه خلط في البداية بينه وبين المذنب. وفي وقت لاحق ثبت أن أورانوس كوكب مستقل. ونظرًا لكون الكوكب ملونًا باللون الأزرق الفاتح، فقد سمي على اسم الإله اليوناني القديم (الشكل 11)، الذي جسد السماء. أورانوس أكبر بأربع مرات من أرضنا وأكبر منه بـ 15 مرة. يتكون بشكل أساسي من الهيدروجين (H2) والهيليوم (He)، وفي وسطه نواة صخرية. تصل درجة حرارة السطح إلى -200 درجة مئوية، وتصل سرعة الرياح إلى 100 كم/ساعة. ومن المدهش للعلم أن محور دوران أورانوس يقع عمليا في مستوى مداره. يحتوي أورانوس على 9 حلقات ويدور حوله 27 قمرًا.

نبتون (الشكل 12) هو الكوكب الثامن في النظام الشمسي، ولم يتم اكتشافه إلا بعد اختراع التلسكوب وسمي على اسم إله الماء (الشكل 13). وبشكل مستقل عن بعضهما البعض، اقترح عالمان - الإنجليزي جون آدامز والفرنسي أوربان لو فيرير - أن مدار دوران أورانوس يتأثر ببعض الأجرام السماوية، وأشارت الحسابات التي تم إجراؤها إلى مكان البحث عن كوكب جديد. لذلك، في 23 سبتمبر 1846، اكتشف يوهان هاله كوكبًا جديدًا في مرصد برلين. ويتشابه نبتون وأورانوس لأن نبتون يتكون أيضًا بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم، كما أن درجة حرارة سطحه منخفضة جدًا بسبب بعده عن الشمس. وفقا للبيانات الحديثة، لدى نبتون 13 قمرا صناعيا.

عالم الإنجازات والاكتشافات العلمية مثير للاهتمام ومتنوع للغاية. وسوف نتعلم في الدرس التالي ما تخفيه الكواكب القزمة داخل نفسها، وما هي سماتها المميزة واختلافاتها عن الأجرام السماوية الأخرى.

1. ميلتشاكوف إل.إ.، سكاتنيك إم.إن. التاريخ الطبيعي: كتاب مدرسي. لمدة 3.5 درجات متوسط مدرسة - الطبعة الثامنة. - م: التربية، 1992. - 240 ص: مريض.

2. أوفشاروفا إي.ن. التاريخ الطبيعي 5. - م: جمعية القرن الحادي والعشرين.

3. إسكوف ك.يو. وغيرها التاريخ الطبيعي 5 / إد. فاخروشيفا أ. - م: بلاس

1. ميلتشاكوف إل.إ.، سكاتنيك إم.إن. التاريخ الطبيعي: كتاب مدرسي. لمدة 3.5 درجات متوسط مدرسة - الطبعة الثامنة. - م: التربية، 1992. - ص. 155، الواجبات والأسئلة. 12.

2. إعطاء وصف عام للكواكب العملاقة.

3. لماذا سمي أورانوس على اسم إله السماء؟

4. * كم سنة ضوئية يستغرق السفر إلى نبتون؟ فكر في السرعة التي يجب أن يسافر بها الصاروخ الفضائي.

وهي كواكب صخرية أو كواكب داخلية. الكواكب الأربعة الأخرى هي و . وتقع هذه الكواكب في النظام الشمسي الخارجي وتسمى عمالقة الغاز. منذ العصور القديمة، اهتموا وجذبوا الناس بعظمتهم وأسرارهم العديدة. هذه المقالة سوف تتحدث عن هذه الوحوش.

هيكل الكواكب

جميع الكواكب العملاقة عبارة عن كرات من الغاز، وتتكون بشكل رئيسي من الهيليوم والهيدروجين. إذا نزلت إلى أحد الكواكب، فقد لا تتمكن أبدًا من الوصول إلى سطحه. إنها ضخمة جدًا لدرجة أن كوكب أورانوس "الصغير" أكبر من الأرض بـ 15 مرة. ومع ذلك، وعلى الرغم من هذه الأبعاد، فإن أحد الكواكب خفيف جدًا لدرجة أنه يمكن أن يطفو على الماء. هذا الكوكب هو زحل.

الأقمار الصناعية

جميع الكواكب الغازية لها أقمارها الصناعية الخاصة. كوكب المشتري لديه 67 قمرا، وزحل لديه 62 قمرا، وأورانوس لديه 27، ونبتون لديه 14 قمرا فقط. وللمقارنة، فإن الأرض لديها قمر صناعي واحد فقط - القمر المعروف. وتحظى أقمار الكواكب العملاقة باهتمام خاص لدى العلماء، حيث أن بعضها قد يدعم الحياة.

خواتم

يتم التعرف على زحل من خلال حلقاته الفاخرة. ومع ذلك، فهو ليس الوحيد الذي لديه خواتم. يمتلك كوكب المشتري ونبتون وأورانوس أيضًا عدة حلقات، لكن لها تركيبة كيميائية مختلفة، ونتيجة لذلك لا يمكن رؤيتها إلا باستخدام معدات خاصة. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم اكتشاف الجليد إلا في حلقات زحل.

دوران الكواكب

تمامًا مثل الأرض، تدور جميع الوحوش الغازية حول نجمها. ومع ذلك، تبدو حركة الكواكب الغازية مختلفة قليلاً حول محورها. ويرجع ذلك إلى البنية الغازية للكواكب: يتم ملاحظة أسرع دوران عند خط الاستواء، وتكون الحركة أبطأ في مناطق القطب.

كوكب المشتري

وحش عملاق يُلقب بملك جميع الكواكب. تم تسمية الكوكب على اسم الإله الروماني. كوكب المشتري ضخم جدًا لدرجة أنه إذا رغبت في ذلك يمكنه استيعاب جميع كواكب النظام الشمسي مجتمعة. جاذبيته ضخمة بشكل لا يصدق، ولهذا السبب يجذب المشتري كل الإشعاعات القادمة من الفضاء. كان من الممكن أن تتعرض الأرض للهجوم من قبل النيازك منذ فترة طويلة إذا لم يجذب مجال الجاذبية القوي لكوكب المشتري الكويكبات المتجولة. ومن المثير للاهتمام أنه مع هذا الحجم العملاق، يدور كوكب المشتري بسرعة هائلة. إذا كان اليوم على الأرض يستمر 24 ساعة، فهو على كوكب المشتري 10 ساعات فقط.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الكواكب العملاقةيمكنك معرفة ذلك في هذه المقالة.

الكواكب العملاقة- أربعة كواكب النظام الشمسي: كوكب المشتري، زحل، أورانوس، نبتون؛ تقع خارج حلقة الكواكب الصغيرة.

الكواكب العملاقة: حقائق مثيرة للاهتمام

حسب هيكل الكواكب العملاقة الغازيفهي تحتوي على الكثير من الهيدروجين والهيليوم، وهي نادرة وتتميز بأحجامها الكبيرة. والاستثناء الوحيد من الكواكب الأربعة المذكورة أعلاه هو بلوتو، إذ أن العناصر الكيميائية لقشرته تشبه الكواكب الأرضية. ولكن من بين الاختلافات المحددة بين هذه الكواكب، بالطبع، الحجم - فحتى أصغر أورانوس أكبر بخمسة عشر مرة من الأرض.

كل كوكب عملاق له خاصته في المركز النواة الصلبة. بمعايير الكواكب العملاقة نفسها، فإن النواة صغيرة تمامًا، لكن إذا قارنا هذه النوى مع نوى الكواكب الأرضية، فإن أيًا منها أكبر بكثير من نوى الكواكب الأرضية.

يتذكر الجميع أن زحل مشهور به خواتملكن لا يعلم الجميع عن وجود نفس الحلقات على الكواكب الأربعة الأخرى؛ فهي ذات تركيب كيميائي مختلف قليلاً وتكون أقل تمييزًا، ومع ذلك، عند مراقبة العمالقة باستخدام التكنولوجيا الفلكية، يمكن رؤيتها.

الكواكب العملاقة لديها عدد كبير من الأقمار الصناعية. يو لديه 67 قمرا صناعيا، وأورانوس لديه 62 قمرا، وأورانوس لديه 27 قمرا، و14 قمرا فقط. وللمقارنة، فإن الأرض لديها قمر صناعي واحد فقط - القمر المعروف. وتحظى أقمار الكواكب العملاقة باهتمام خاص لدى العلماء، حيث أن بعضها قد يدعم الحياة.

كوكب المشتريضخم جدًا لدرجة أنه، إذا رغبت في ذلك، يمكنه استيعاب جميع كواكب النظام الشمسي مجتمعة. جاذبيته ضخمة بشكل لا يصدق، ولهذا السبب يجذب المشتري كل الإشعاعات القادمة من الفضاء. كان من الممكن أن تتعرض الأرض للهجوم من قبل النيازك منذ فترة طويلة إذا لم يجذب مجال الجاذبية القوي لكوكب المشتري الكويكبات المتجولة. ومن المثير للاهتمام أنه مع هذا الحجم العملاق، يدور كوكب المشتري بسرعة هائلة. إذا كان اليوم على الأرض يستمر 24 ساعة، فهو على كوكب المشتري 10 ساعات فقط.

في أعلى سطح الكواكب العملاقة توجد غازات تتحول إلى حالة سائلة عندما تقترب من مركز الكوكب. بالمناسبة، هذه الظاهرة هي التي تسمح لنا بالقول إن الكواكب العملاقة ليس لها سطح، أي حالة لا يوجد فيها انتقال واضح من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة أو السائلة.