Сколько планет-гигантов есть в Солнечной системе?
Планеты-гиганты
Планеты-гиганты — четыре планеты Солнечной системы (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) расположенные за пределами пояса астероидов. Эти планеты, имеющие ряд сходных физических характеристик, также называют внешними планетами.
Небулярная гипотеза
Планеты-гиганты могут оказывать значительное влияние на землеподобные планеты на этапе формирования. Присутствие гигантов оказывается влияние на эксцентриситет и наклонение (см механизм Козаи) планетезималей и протопланет во внутреннем регионе (внутри 4 а.е в случае Солнечной системы). Если планеты-гиганты формируется слишком рано, они могут предотвратить или остановить аккрецию во внутренней части системы. Если они формируются ближе к концу олигархической стадии, как это скорее всего было в Солнечной системе, они будут влиять на слепление протопланет, делая его более усиленным. В результате, число земплеподобных планет уменьшится, и они станут более массивными. В дополнение, размер системы сократится, поскольку землеподобные миры сформируются ближе к звезде. Воздействие планет гигантов в Солнечной системе, в частности Юпитера, было относительно ограниченно, так как они были достаточно удалены от землеподобных.
Планета
Некоторые планеты или карликовые планеты (например, Юпитер и Сатурн, Нептун и Плутон) находятся в орбитальном резонансе друг с другом или с более мелкими телами (что также характерно для спутниковых систем). Все планеты, за исключением Венеры и Меркурия, имеют естественные спутники, которые также зачастую называют «лунами». Так у Земли всего лишь один естественный спутник, у Марса — два, а у планет-гигантов их множество. Многие спутники планет-гигантов обладают рядом черт, роднящих их с планетами земной группы и карликовыми планетами. Многие из них даже могут быть исследованы на предмет наличия жизни (в особенности Европа)).
Солнечная система
Кентавры — ледяные кометоподобные объекты с большой полуосью, большей, чем у Юпитера и меньшей чем у Нептуна . У крупнейшего из известных кентавров, Харикло, диаметр приблизительно равен 250 км. Первый обнаруженный кентавр, Хирон, также классифицирован как комета (95P), из-за того что по мере приближения к Солнцу у него возникает кома, как и у комет.
Список крупнейших звёзд
В приведённый ниже список вошли крупнейшие по размеру известные звёзды. В качестве единицы измерения радиуса звезды использован экваториальный радиус Солнца — 696 392 км.
Планеты-гиганты
У Нептуна имеется 14 известных спутников. Крупнейший — Тритон, является геологически активным, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении. Также Нептун имеет несколько троянских астероидов, которые находятся с ним в резонансе 1:1.
Сатурн
Сатурн — одна из пяти планет Солнечной системы, легко видимых невооружённым глазом с Земли. В максимуме блеск Сатурна превышает первую звёздную величину. Чтобы наблюдать кольца Сатурна, необходим телескоп диаметром не менее . При апертуре инструмента в видны более тёмная полярная шапка, тёмная полоса у тропика и тень колец на планете. А при станут различимы четыре-пять полос облаков в атмосфере и неоднородности в них, но их контраст будет заметно меньше, чем у юпитерианских.
Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609—1610 годах, Галилео Галилей заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. Два года спустя Галилей повторил наблюдения и, к своему изумлению, не обнаружил «спутников».
Сатурн
Сегодня известно, что у всех четырёх газообразных гигантов есть кольца, но у Сатурна они самые заметные. Кольца расположены под углом приблизительно 28° к плоскости эклиптики. Поэтому с Земли в зависимости от взаимного расположения планет они выглядят по-разному: их можно увидеть и в виде колец, и «с ребра». Как предполагал ещё Гюйгенс, кольца не являются сплошным твёрдым телом, а состоят из миллиардов мельчайших частиц, находящихся на околопланетной орбите. Это было доказано спектрометрическими наблюдениями А. А. Белопольского в Пулковской обсерватории и двумя другими учёными в 1895—1896 гг.
Вселенная X
Галактические провинции: Главной целью разделения галактик и рас является желание предотвратить экспансию наиболее развитых цивилизаций на территории других, тем самым уничтожая их. Во вселенной существует, предположительно, 100 миллиардов галактик. Каждая содержит по 100 миллиардов звёзд. Древние на данный момент контролируют 750000 галактик и около 75 миллионов миллиардов звёздных систем. Древние знают о 1300 разумных видах на своей территории, большая часть из которых находится в Местной Группе. Из-за большой динамики эволюции, Древние могут принимать ошибочные решения о возможности существования цивилизаций в данном месте пространства. Таким образом даже довольно развитые цивилизации могут оставаться незамеченными долгое время, как произошло с Землянами.
Астероид
В настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По данным Minor Planet Center (MPC) на 1 апреля 2017 года, обнаружено 729 626 малых планет, причем в течение 2016 года было обнаружено 47 034 малых тел. По состоянию на 11 сентября 2017 г. в базе данных насчитывалось объекта, из которых для точно определены орбиты и им присвоен официальный номер, более из них имели официально утверждённые наименования. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1,1 до 1,9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.
Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.
Планета
Из восьми планет Солнечной системы лишь у двух магнитосфера практически отсутствует — это Венера и Марс. Для сравнения, она есть даже у одного из спутников Юпитера — Ганимеда. Из намагниченных планет — магнитосфера Меркурия самая слабая, и едва-едва в состоянии отклонить солнечный ветер. Ганимедово магнитное поле в несколько раз мощнее, а юпитерианское самое мощное в Солнечной системе (такое мощное, что может представлять серьёзный риск для будущих возможных пилотируемых миссий к спутникам Юпитера). Магнитные поля других планет-гигантов примерно равны по мощности земному, но их магнитный момент значительно больше. Магнитные поля Урана и Нептуна сильно наклонены относительно оси вращения и смещены относительно центра планеты.
Grand Tour (программа)
Программа Grand Tour () — программа НАСА по отправке автоматических зондов к внешним планетам Солнечной системы. В рамках программы планировался запуск четырёх зондов, два из которых должны были посетить Юпитер, Сатурн и Плутон, а два других — Юпитер, Уран и Нептун. Значительная стоимость проекта, около $1 млрд, привело к его отмене и замене проектом Mariner Jupiter-Saturn, который впоследствии получил название «Вояджер».
Солнечная система
Четыре ближайшие к Солнцу планеты, называемые планетами земной группы, состоят преимущественно из тяжёлых элементов, имеют малое количество (0—2) спутников, у них отсутствуют кольца. В значительной степени они состоят из тугоплавких минералов, таких как силикаты, которые формируют их мантию и кору, и металлов, таких как железо и никель, которые формируют их ядро. У трёх из этих планет — Венеры, Земли и Марса — имеется атмосфера; у всех есть ударные кратеры и тектонические детали рельефа, такие как рифтовые впадины и вулканы.
Солнечная система
Марс меньше Земли и Венеры (0,107 массы Земли). Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа, с поверхностным давлением 6,1 мбар (0,6 % от земного). На его поверхности есть вулканы, самый большой из которых, Олимп, превышает размерами все земные вулканы, достигая высоты 21,2 км. Рифтовые впадины (долины Маринер) наряду с вулканами свидетельствуют о былой геологической активности, которая, по некоторым данным, продолжалась даже в течение последних 2 млн лет. Красный цвет поверхности Марса вызван большим количеством оксида железа в его грунте. У планеты есть два спутника — Фобос и Деймос. Предполагается, что они являются захваченными астероидами. На сегодняшний день (после Земли) Марс — самая подробно изученная планета Солнечной системы.
HIP 11915
Система содержит газовый гигант, HIP 11915 b, с массой и орбитой очень похожими на юпитерианские, местоположение его также находится приблизительно на том же расстояние от звезды, как и в Солнечной системе. Открытие HIP 11915 b является весьма существенным, так как оно является первой, и на единственной отдаленной планетной системой, которая очень похожа на ту, что существует в нашей Солнечной системе . Данные о лучевых скоростях указывают на то, что в системе нет газового гиганта с орбитальным периодом менее 1 000 дней. Это означает, что есть вероятность существования одной или нескольких планет земной группы во внутренних частях системы, а также возможность обитаемой планеты, такой как Земля. Это открытие было сделано в обсерватории Ла-Силья в Чили, используя высокоточное измерение лучевых скоростей с помощью прибора HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории .
Глизе 676
Система по состоянию на 2018 год является рекордсменом по различию масс планет внутри одной планетной системы, также по распределению массы система напоминает Солнечную: газовые гиганты находятся на большем расстоянии от звезды, чем более маленькие объекты.
Шведская Солнечная система
«Солнцем» в этой модели является Эрикссон-Глоб — крупнейшее сферическое здание в мире, расположенное в Стокгольме. Планеты земной группы находятся также в Стокгольме, планеты-гиганты же расположены к северу от столицы вдоль Балтийского моря. Кроме Солнца и планет в инсталляции также присутствуют некоторые спутники планет, карликовые планеты, кометы, астероиды, транснептуновые объекты и граница гелиосферы. Авторы проекта — физик Нильс Бреннинг и астроном . Масштаб . Проект является «живым», то есть в любой момент в состав инсталляции могут быть включены новые небесные тела. К примеру, Меркурий, Марс, Земля и некоторые другие «основные объекты Системы» были установлены ещё в 1998 году, а песчинка астероида была включена в композицию лишь в 2010 году.
Солнечная система
У Сатурна имеется 62 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с существенной атмосферой.
Солнечная система
Невооружённым глазом с Земли можно наблюдать следующие объекты Солнечной системы: Солнце, Меркурий, Венеру (оба незадолго до восхода или сразу после захода Солнца), Марс, Юпитер и Сатурн; а также Луну. В бинокль или небольшой телескоп можно наблюдать 4 крупнейших спутника Юпитера (так называемые галилеевы спутники), Уран, Нептун и Титан (самый крупный спутник Сатурна). Невооружённым глазом можно наблюдать также множество комет при их приближении к Солнцу. При сильном увеличении можно увидеть пятна на Солнце, фазы Венеры, кольца Сатурна и щель Кассини между ними.
Ледяной гигант
За пределами Солнечной системы примером ледяного гиганта является экзопланета OGLE-2008-BLG-092L b.
Список объектов Солнечной системы по размеру
В главном поясе астероидов по приблизительным оценкам содержится от 1,1 до 1,9 млн астероидов, с размерами, лежащими в диапазоне от до , а объектов размером менее многократно больше. В связи с малыми размерами этих астероидов они остаются очень плохо изученными. Исключение составляют лишь те из них, вблизи которых пролетали космические зонды, или которые пролетели мимо Земли на достаточно близком расстоянии, чтобы стать видимыми для крупных земных телескопов.
Солнечная система
В Солнечной системе существуют две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, схож по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются карликовая планета Церера и астероиды Паллада, Веста и Гигея. За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замёрзшей воды, аммиака и метана, крупнейшими из которых являются Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке, Квавар, Орк и Эрида. В Солнечной системе существуют и другие популяции малых тел, такие как планетные квазиспутники и троянцы, околоземные астероиды, кентавры, дамоклоиды, а также перемещающиеся по системе кометы, метеороиды и космическая пыль.
Небулярная гипотеза
Формирование гигантских планет — одна из загадок планетологии. В рамках Солнечной небулярной модели есть две гипотезы их формирования . Первая: "модель дисковой нестабильности", исходя из которой планеты-гиганты появляются благодаря гравитационной фрагментации. Вторая гипотеза: "модель ядерной аккреции",также называемая "модель ядерной нестабильности". Последняя гипотеза считается наиболее перспективной, потому что объясняет формирование планет-гигантов в относительно маломассивных дисках (менее 0.1 Солнечной массы). Исходя из этой гипотезы формирование планет-гигантов разбито на две стадии: a) аккрецию ядра массой в примерно 10 Земных масс, и б) аккрецию газа из протопланетного диска. Любая из двух гипотез может также приводить к образованию коричневых карликов. Наблюдения на момент 2011 года, обнаружили что ядерная аккреция — доминирующий механизм формирования.
Солнечная система
У Юпитера имеется 79 спутников. Четыре крупнейших — Ганимед, Каллисто, Ио и Европа — схожи с планетами земной группы такими явлениями, как вулканическая активность и внутренний нагрев. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходит по размеру Меркурий.
Эрида
Эри́да (136199 Eris по каталогу ЦМП) — вторая по размеру после Плутона, самая массивная и наиболее далёкая от Солнца карликовая планета Солнечной системы. Ранее была известна под названием Зена (Ксена). Относится к транснептуновым объектам, плутоидам. До XXVI Ассамблеи Международного астрономического союза Эрида претендовала на статус десятой планеты. Однако 24 августа 2006 года Международный астрономический союз утвердил определение классической планеты, которому Эрида, как и Плутон, не соответствует. Таким образом, хотя статус Плутона как планеты уже давно оспаривался из-за открытия других транснептуновых объектов, именно открытие Эриды подтолкнуло процесс его пересмотра вместо признания Эриды планетой. Эрида долгое время считалась значительно крупнее Плутона, по данным на 2010 год их размеры считались настолько близкими, что нельзя было с уверенностью утверждать, какой из этих объектов крупнее. Однако по данным, полученным с АМС «Новые горизонты» в июле 2015 года, Плутон слегка больше Эриды и является самым крупным из известных сегодня транснептуновых объектов.
Галилеевы спутники
Галилеевы спутники — собирательное название 4 крупнейших спутников Юпитера (из их общего числа в 79): Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто (в порядке удаления от Юпитера). Они входят в число крупнейших спутников Солнечной системы и могут наблюдаться в небольшой телескоп.
Space Invasion
В каждой вселенной есть 14 галактик, в каждой галактике 400 солнечных систем и в каждой солнечной системе — 16 планет. Обычно заселены галактики 1 и 2, 14 же как правило практически пустая.
Гипергигант
Масса гипергиганта намного превышает массу любой звезды, даже сверхгиганта — так, типичный гипергигант в 6 раз более массивный, чем такая мощная звезда, как Ригель. Типичная масса гипергиганта — 100—120 масс Солнца и более, вплоть до 200—250 масс Солнца (самой массивной известной на данный момент считается R136a1, имеющая 265 масс Солнца). По размерам гипергиганты не больше сверхгигантов, однако их масса намного больше, поэтому они приближаются к теоретическому пределу массы, являющейся критической, на грани перехода к формированию чёрной дыры и крайне неустойчивы. Самой большой известной науке по размерам звездой является UY Щита. Радиус звезды равен 1708 радиусов Солнца. Излучение их тоже очень велико, а процессы, которые проходят в ходе их очень быстрой эволюции, грандиозны.
Крупномасштабная структура Вселенной
Уже в начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Сверхскопление — самый большой тип объединения галактик, включает в себя тысячи галактик. Форма таких скоплений может быть различна: от цепочки, такой как цепочка Маркаряна, до стен, как великая стена Слоуна. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е Маргарет Геллер и Джон Хукра выяснили, что на масштабах порядка 300 мегапарсеков Вселенная практически однородна и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик, разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области ("пустоты", войды, ) имеют размер порядка сотни мегапарсеков.
Планеты-гиганты
У Сатурна имеется 62 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой.
Kepler-90
Kepler-90 (также 2MASS J18574403+4918185, KOI-351 и KIC 11442793) — звезда в созвездии Дракона. Находится на расстоянии от Солнца. Является центром планетной системы, содержащей как минимум 8 планет и являющейся на 2017 год рекордной по количеству известных планет (если не считать Солнечную систему).
Списки экзопланетных систем
В конце 80-х годов XX столетия уже многие группы астрономов по всему миру начали крупномасштабный поиск экзопланет, проводя систематические измерения скоростей ближайших к Солнцу звёзд. И, наконец, в 1989 году Д. Латамом была обнаружена первая сверхмассивная экзопланета — коричневый карлик, вращающаяся вокруг звезды HD 114762. Однако её планетный статус был подтверждён только в 1999 году. А первые «нормальные» экзопланеты были зарегистрированы у нейтронной звезды PSR 1257+12, их открыл астроном Александр Вольщан в 1991 году. Эти планеты были признаны вторичными, возникшими уже после взрыва сверхновой. В 1995 году астрономы Мишель Майор и Дидье Келос с помощью сверхточного спектрометра обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом 4,23 сут. Планета, вызывающая покачивания, напоминает Юпитер, но находящийся в непосредственной близости от светила. После этого открытия экзопланет начали совершаться со всё возрастающими темпами. На 7 июля 2014 года достоверно подтверждено существование 1807 экзопланет в 1123 планетных системах, из которых в 465 имеется более одной планеты. И их число постепенно растёт.
Яркий гигант
Яркие гиганты находятся на диаграмме Герцшпрунга — Рассела под сверхгигантами и включают звёзды спектрального класса от «B» до «M». В своей левой (горячей) части их трек круто спускается — от «B» до «A», далее проходит почти горизонтально. По светимости яркие гиганты превосходят Солнце в среднем в 650 раз.
Ледяной гигант
Ледяной гигант — отдельный класс планет/экзопланет, которые состоят в основном из таких компонентов, как вода, аммиак, метан, сероводород и скальных пород (около четверти от массы планеты). Такие вещества в космическом пространстве существуют в твёрдом агрегатном состоянии и их относят к льдам (кроме, конечно, скальных пород). Хотя на планете эти вещества находятся в мантии при высоком давлении и температуре, вследствие чего имеют состояние сверхкритической жидкости , планеты называют ледяными. Содержание водорода и гелия у ледяных гигантов не превышает 15—20 %. Магнитные поля необычно смещены и наклонены, сильно отличаются от дипольного (например, планета может иметь два северных и два южных полюса). В нашей Солнечной системе имеются две планеты подобного класса — Уран и Нептун. Средняя температура на планетах такого класса около −220 °C.
Планеты-гиганты
Существуют другие теории о неизвестном газовом гиганте, но они, как например, теория о гипотетической планете Нибиру, не являются научными и не основываются на проверяемых данных. Также существенно уменьшает количество предполагаемых планет работы космического телескопа WISE, которые ограничили альбедо предполагаемых планет в зависимости от расстояния до Солнца.
Эпсилон Возничего
Система ε Возничего состоит из двух звезд — видимой и невидимой. Та, которую мы видим в созвездии Возничего как желтоватую звезду в среднем почти 4,— огромный сверхгигант с температурой поверхности 6 600К. Эта звезда в 36 раз массивнее Солнца и в 190 раз больше его по диаметру. Но её размеры совершенно меркнут по сравнению с размерами второй звезды, самой большой из всех, какие мы только знаем. Её диаметр в 2 700 раз больше солнечного. Внутри её свободно уместились бы орбиты всех планет, от Меркурия до Сатурна включительно. …
История развития представлений о Вселенной
Так, модель Солнечной системы — геоцентрическая модель, ныне носящая название системы Тихо Браге: все планеты кроме Земли вращаются вокруг Солнца, а само Солнце вокруг Земли. Известные на тот момент планеты — это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, то есть все, видимые невооруженным глазом. Самая дальняя орбита у Сатурна, она же объявляется той границей, до которой распространяется свет. Примечательно, что указанные размеры орбит всех известных планет по порядку согласуются с современными измерениями, в то время как учёные античной и средневековой эпох сильно занижали масштабы Солнечной системы. Однако истинных масштабов Вселенной древние индусы себе не представляли: как и в древней Греции, звёзды считались чем-то близким, а их свет — это отражённый свет Солнца.
Межпланетное пространство
Четыре планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) представляют собой каменистые шары, остальные — так называемые «газовые гиганты» — являются уменьшенной копией Солнечной системы с большим количеством спутников, некоторые из которых имеют размеры, сравнимые с планетами земной группы.
Нерегулярный спутник
Известно чуть более 100 нерегулярных спутников у всех четырёх планет-гигантов в Солнечной системе, многие из них были открыты в 1990-х и позднее.
История Вселенной
Гигантские столкновения являются нормальной (хоть и редкой в последнее время) частью эволюции Солнечной системы. Доказательствами этого служат столкновение кометы Шумейкера—Леви с Юпитером в 1994, падение на Юпитер небесного тела в 2009 и метеоритный кратер в Аризоне. Это говорит о том, что процесс аккреции в Солнечной системе ещё не закончен, и, следовательно, представляет опасность для жизни на Земле.
Планеты земной группы
Плане́ты земно́й гру́ппы — четыре планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они расположены во внутренней области Солнечной системы, в отличие от планет-гигантов, расположенных во внешней области. Согласно ряду космогонических теорий, в значительной части внесолнечных планетных систем экзопланеты тоже делятся на твердотельные планеты во внутренних областях и газовые планеты — во внешних. По строению и составу к планетам земной группы близки некоторые каменные астероиды, например, Веста.
Список экзопланет, открытых методом гравитационного микролинзирования
Этот список представляет собой таблицу экзопланет открытых методом гравитационного микролинзирования. На 4 сентября 2012 г. этим методом открыто 16 экзопланет в 15 планетарных системах. В 1 из них более чем одна планета.
Среди открытых планет четыре — массивные планеты-гиганты, два аналога Сатурна, три нептуна и две океаниды (с массами 3—5 земных)
Солнечная система
Центральным объектом Солнечной системы является Солнце — звезда главной последовательности спектрального класса G2V, жёлтый карлик. В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы системы (около 99,866 %), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99 % оставшейся массы (при этом большая часть приходится на Юпитер и Сатурн — около 90 %).
Экзопланета
Из самых необычных экзопланет стоит отметить HD 189733b с дождями из раскаленного стекла, CoRoT-7b со снегом в виде камней, 55 Рака e с водой одновременно в двух состояниях: жидком и газообразном, PSR J1719-1438 b в виде одного гигантского алмаза. NASA к Хэллоуину составила шестерку «Галактики Ужасов»: уже упоминавшаяся HD 189733b, Tres-2b с глубоким красным свечением, 5 Cancri е с кромешной тьмой на сумеречной стороне и расплавленной лавой на дневной, Полтергейст (PSR 1257 + 12 с) находится среди ядер мертвых планет, выбрасывает потоки радиации и вращается вокруг погибшего пульсара, Kepler-70b имеет температуру поверхности в 6 800 градусов по Цельсию и Оса 12 B — газовый гигант в форме яйца.Открытие экзопланет позволило астрономам сделать вывод: планетные системы — явление в космосе распространённое. До сих пор нет общепризнанной теории образования планет, но теперь, когда появилась возможность подвести статистику, ситуация в этой области меняется к лучшему. Большинство обнаруженных систем сильно отличается от солнечной — скорее всего, это объясняется селективностью применяемых методов (легче всего обнаружить короткопериодичные массивные планеты). В большинстве случаев планеты, подобные Земле, и меньшие по размерам, на данный момент (август 2012 года), обнаружить возможно только транзитным методом.
Немезида (звезда)
Помимо Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, по мнению группы астрономов во главе с профессором Университета Луизианы Джоном Матезе (), в Солнечной системе может существовать ещё одна планета-гигант, находящаяся примерно в двух световых годах от Земли. В результате детального изучения орбит ледяных комет группе Матезе удалось установить, что около 20 % попадающих в солнечную систему комет «втягиваются» гравитационными силами массивного космического объекта, находящегося за пределами облака Оорта, как минимум в 1,4 раза крупнее Юпитера, но не являющегося звездой — иначе процент захваченных гравитационным полем комет был бы гораздо выше. При этом, по словам учёных, некоторые из этих ледяных комет достигают двух километров в диаметре и представляют потенциальную опасность для Земли. Гипотетическая планета-гигант получила условное имя Тюхе (в честь сестры Немезиды "Тюхе"). На данный момент неоспоримых доказательств её существования нет.
Великая стена Геркулес — Северная Корона
Обнаружение таких сверхбольших структур представляет собой проблему для современной космологии. Согласно космологическому принципу, на очень большом масштабе наблюдений Вселенная должна быть однородной и изотропной, то есть случайные флуктуации в массе и структуре материи между различными областями Вселенной должны быть очень незначительными. По современным представлениям, масштаб, на котором должна проявляться однородность, составляет 250—300 млн световых лет (так называемый «конец величия», ). Никакие неоднородные структуры бо́льших размеров не должны существовать. Однако уже обнаруженная в 2003 году Великая стена Слоуна имеет размер 1,37 млрд световых лет, в 4,5 раза больше предсказанного масштаба. Громадная группа квазаров имеет размер 4 млрд световых лет, что в 13,5 раза больше. Обнаружение же стены Геркулес-Северная Корона, неоднородной структуры размером более чем в 30 раз больше предсказанного масштаба, ставит под сомнение сам космологический принцип.
Астробиология
Возможно, что у некоторых планет в Солнечной системе, таких как газовый гигант Юпитер, могут быть спутники с твёрдой поверхностью или жидким океаном, которые являются более пригодными для жизни. Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, являются горячими газовыми гигантами и непригодны для жизни. Таким образом, точно не известно, является ли Солнечная система, с такой планетой как Земля, уникальной или нет. Улучшенные методы обнаружения и увеличенное время наблюдения несомненно позволят обнаружить больше планетных систем и, возможно, некоторые из них будут как Земля. Например, миссия «Кеплер» предназначена для обнаружения планет размером с Землю вокруг других звёзд путём измерения мельчайших изменений в кривой блеска звезды, когда планета проходит между звездой и телескопом. Прогресс в области инфракрасной и субмиллиметровой астрономии открыл компоненты других звёздных систем. Инфракрасные исследования обнаружили пояса пыли и астероидов вокруг далёких звёзд, лежащие в основе формирования планет.
Планеты-гиганты
Юпитер обладает массой в 318 раз больше земной, и в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Он состоит главным образом из водорода и гелия. Высокая внутренняя температура Юпитера вызывает множество долгоживущих вихревых структур в его атмосфере, таких как полосы облаков и Большое красное пятно.
Экзопланета
Общее количество экзопланет в галактике Млечный Путь в настоящее время оценивается не менее чем в 100 миллиардов, из которых ~ от 5 до 20 миллиардов, возможно, являются «землеподобными». Также, согласно текущим оценкам, около 34 % солнцеподобных звёзд имеют в обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй. Общее количество планет вне Солнечной системы, напоминающих Землю и обнаруженных к настоящему времени (август 2016 года), составляет 216.
Солнечная система
Уран с массой в 14 раз больше, чем у Земли, является самой лёгкой из планет-гигантов. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лёжа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98°. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Он имеет намного более холодное ядро, чем другие газовые гиганты, и излучает в космос очень мало тепла.
Формирование и эволюция Солнечной системы
В конце эпохи формирования планет внутренняя Солнечная система была населена 50–100 протопланетами с размерами, варьирующимися от лунного до марсианского. Дальнейший рост размеров небесных тел был обусловлен столкновениями и слияниями этих протопланет между собой. Так, например, в результате одного из столкновений Меркурий лишился большей части своей мантии, в то время как в результате другого т. н. гигантского столкновения (возможно, с гипотетической планетой Тейя) был рождён спутник Земли Луна. Эта фаза столкновений продолжалась около 100 миллионов лет до тех пор, пока на орбитах не осталось 4 массивных небесных тела, известных сейчас. Есть гипотеза и о много меньших длительностях периодов формирования планет земной группы.
Троянская планета
Гигантские звёзды препятствуют формированию планет земной группы в своей зоне обитаемости во многом из-за того, что гравитационное взаимодействие нарушает орбиты планетозималей. Однако, если планета или звезда-компаньон достаточно велика, то она вполне может сохранить свою орбиту и орбиту троянской планеты, а также сама иметь спутники, на которых могут быть подходящие условия для зарождения жизни. Это увеличивает вероятность обнаружения жизни даже в таких системах. Одной из самых перспективных является система HD 28185, в которой массивный газовый гигант HD 28185 b движется по круговой орбите вблизи внутреннего края обитаемой зоны своей звезды.
Солнечная система
Четыре планеты-гиганта, также называемые газовыми гигантами, все вместе содержат 99 % массы вещества, обращающегося на орбитах вокруг Солнца. Юпитер и Сатурн преимущественно состоят из водорода и гелия; Уран и Нептун обладают бо́льшим содержанием льда в их составе. Некоторые астрономы из-за этого классифицируют их в собственной категории — «ледяные гиганты». У всех четырёх планет-гигантов имеются кольца, хотя только кольцевая система Сатурна легко наблюдается с Земли.
Солнечная система
Кометы — малые тела Солнечной системы, обычно размером всего в несколько километров, состоящие главным образом из летучих веществ (льдов). Их орбиты имеют большой эксцентриситет, как правило, с перигелием в пределах орбит внутренних планет и афелием далеко за Плутоном. Когда комета входит во внутреннюю область Солнечной системы и приближается к Солнцу, её ледяная поверхность начинает испаряться и ионизироваться, создавая кому — длинное облако из газа и пыли, часто видимое с Земли невооружённым глазом.
Солнечная система
Относительно немного звёзд в пределах десяти св. лет от Солнца. Ближайшей является тройная звёздная система Альфа Центавра, на отдалении примерно 4,3 св. лет. Альфа Центавра A и B — тесная двойная система близких по характеристикам Солнцу звёзд, в то время как маленький красный карлик Альфа Центавра C (также известный как Проксима Центавра) обращается вокруг этой пары на расстоянии 0,2 св. лет. Следующими ближайшими звёздами являются красные карлики звезда Барнарда (5,9 св. лет), Вольф 359 (7,8 св. лет) и Лаланд 21185 (8,3 св. лет). Крупнейшая звезда в пределах десяти световых лет — Сириус, яркая звезда главной последовательности с массой примерно в две массы Солнца и компаньоном, белым карликом под названием Сириус B. Сириус находится на расстоянии 8,6 св. лет. Оставшиеся системы в пределах десяти световых лет — двойная система красных карликов Лейтен 726-8 (8,7 св. лет) и одиночный красный карлик Росс 154 (9,7 св. лет). Ближайшая система коричневых карликов — Луман 16, находится на расстоянии 6,59 световых лет. Ближайшая одиночная сходная Солнцу звезда — Тау Кита, находится на расстоянии 11,9 св. лет. Обладает примерно 80 процентами массы Солнца, но только 60 процентами её яркости. Ближайшая известная экзопланета находится в наиболее близкой же к нам звёздной системе Альфа Центавра, находящейся на расстоянии 4,3 св. лет. Единственная предполагавшаяся планета в системе — Альфа Центавра B b, с массой примерно в 1,1 массы Земли и периодом обращения всего в 3,2 дня, — на данный момент остаётся неподтверждённой.
Планетная система
Плане́тная систе́ма — система звёзд и различных незвёздообразных астрономических объектов: планет и их спутников, карликовых планет и их спутников, астероидов, метеороидов, комет и космической пыли, которые обращаются вокруг общего центра масс. Несколько гравитационно связанных звёзд с замкнутыми орбитами и их планетные системы образуют звёздную систему. Планетная система, в которую входит Земля, вместе с Солнцем образует Солнечную систему.
Классификация экзопланет по Сударскому
Поскольку для формирования аммиачных облаков температура газовых гигантов второго класса слишком высокая, она содержит преимущественно водные облака. Температура этих планет должна быть примерно −20 °C, или ниже этого. Водные облака очень хорошо отражают свет, и альбедо водного гиганта может превышать 0,81. Облака на этих планетах во многом похожи на земные, но помимо этого в атмосфере планет много водорода и метана, что сильно отличает атмосферу планет от земной.
Планеты этого типа представляют собой газовые гиганты, находящиеся примерно или немного дальше земной орбиты. В Солнечной системе водный гигант должен был бы располагаться на расстоянии примерно немного больше 1,2 а.е. от Солнца.
Планеты этого типа в Солнечной системе отсутствуют, а среди экзопланет во II класс включают 47 Большой Медведицы b и Ипсилон Андромеды d (впрочем, последняя в перигелии находится на расстоянии от светила, соответствующем III классу). Также к этому классу относят планету HD 28185 b, поскольку орбита этой планеты находится в центре «зоны жизни».
Планета
Все планеты Солнечной системы обладают атмосферой, так как их больша́я масса и гравитация достаточны для того, чтобы удерживать газы у поверхности. Большие газовые гиганты достаточно массивны, чтобы удерживать вблизи от поверхности такие лёгкие газы как водород и гелий, тогда как с меньших планет они свободно улетучиваются в открытый космос. Состав атмосферы Земли отличается от прочих планет Солнечной системы высоким содержанием кислорода, выделяемого фотосинтезирующими организмами и столь важного для всего живого. Единственная в Солнечной системе планета без существенных следов атмосферы — Меркурий, у которого она была почти полностью «сдута» солнечным ветром.
Атмосфера планеты подвержена влиянию различных видов энергии, получаемых как от Солнца, так и из внутренних источников. Это приводит к появлению довольно динамичных погодных явлений, к примеру таких как ураганы (на Земле), порой покрывающие почти всю планету пылевые бури (на Марсе), и размером с Землю антициклонический шторм на Юпитере (Большое красное пятно), и «пятна» в атмосфере (на Нептуне). По крайней мере на одной экзопланете, HD 189733 b, на яркостной карте была замечена деталь, похожая на Большое красное пятно, но раза в 2 больше.
Юпитер (мифология)
Именем бога названа пятая планета от Солнца Юпитер, крупнейшая в Солнечной системе (древние греки называли планету именем Зевса — также верховного бога-громовержца).
Солнечная система
20 января 2016 года астрономы из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майкл Браун объявили о возможной девятой планете на окраине Солнечной системы, за пределами орбиты Плутона. Планета примерно в десять раз массивнее, чем Земля, удалена от Солнца примерно в 20 раз дальше, чем Нептун (90 миллиардов километров), и делает оборот вокруг Солнца за — лет. По мнению Майкла Брауна, вероятность того, что эта планета реально существует, «возможно, 90 %». Пока учёные называют эту гипотетическую планету просто «Девятая планета» ().
Красный гигант
После этого температура и плотность в солнечном ядре повысятся настолько, что начнётся горение гелия, и гелий начнёт превращаться в углерод. Размеры Солнца вырастут как минимум в 200 раз, то есть почти до современной земной орбиты (0,93 а.е.) Меркурий и Венера, несмотря на сильную потерю массы Солнца к моменту перехода на стадию красного гиганта, будут им поглощены и полностью испарятся. Орбита Земли будет находится (по наиболее вероятному сценарию) чуть дальше внешних оболочек Солнца и непосредственно расширением не будет задета, но из-за приливного воздействия постепенно (за несколько десятков - сотню миллионов лет) будет приближаться к звезде и в итоге всё равно будет поглощена им. Но даже если и не разделит их судьбу (из-за постепенной потери массы Солнцем в результате излучения и Солнечного ветра перейдёт на более высокую орбиту), то будет разогрета настолько, что шансов на сохранение жизни не будет никаких. Океаны же испарятся задолго до перехода Солнца на стадию красного гиганта, приблизительно через 1,1 миллиарда лет, как из-за постепенного увеличения яркости Солнца, так и по причине диссипация атмосферы.
Список объектов Солнечной системы по размеру
В данном списке объекты Солнечной системы представлены в порядке убывания среднего радиуса. В него входят Солнце, восемь основных планет и их спутники, карликовые планеты и кандидаты в карликовые планеты, а также наиболее крупные астероиды и ряд других объектов, представляющих исторический или научный интерес, таких как кометы и околоземные астероиды.
Kepler-90
Планетная система Kepler-90 отличается от Солнечной системы, в которой каменные планеты располагаются ближе к звезде и дальше от газовых гигантов. Шесть внутренних планет системы — это суперземли или мини-Нептуны. Две внешние планеты — газовые гиганты. Самая удалённая известная планета обращается вокруг своей звезды примерно на таком же расстоянии, на каком Земля находится от Солнца.
Суперобитаемая планета
Хеллер и Армстронг предполагают, что количество суперобитаемых планет может значительно превысить количество аналогов Земли: менее крупные звёзды главной последовательности более распространены, чем большие и более яркие звёзды, подобные Солнцу. Считается, что приблизительно 9 % звёзд в Млечном пути — звёзды класса K.
Планеты за пределами орбиты Нептуна
Согласно олигархической теории образования планет, на начальных этапах жизни Солнечной системы существовали сотни объектов планетарного размера — так называемые «олигархи». В 2005 году астроном Юджин Чанг выдвинул предположение, что, хотя некоторые из этих «олигархов» впоследствии превратились в современные планеты, большинство из них было выброшено наружу в результате гравитационных взаимодействий. Некоторые вообще покинули Солнечную систему и превратились в странствующие межзвёздные планеты, тогда как другие сместились в гало, которое окружает Солнечную систему, и получили орбиты с периодами обращения в миллионы лет. Это гало раскинулось на расстоянии от 1000 до 10000 а.е. от Солнца — то есть от одной тридцатой до трети расстояния до облака Оорта.
Гипотеза о пятом газовом гиганте
По модели астронома Дэвид Несворны из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо, США) 4 млрд лет назад пятая планета-гигант силой своей гравитации вытолкнула Нептун с занимаемой им тогда орбиты рядом с Юпитером и Сатурном, на новое место на самой периферии Солнечной системы, за Ураном. Во время этой одиссеи Нептуна гравитационными силами были выброшены со своих орбит и малые планеты, сформировавшие затем сердцевину нынешнего пояса Койпера. Сама пятая планета-гигант по модели Несворны была выброшена из Солнечной системы навсегда.
Межпланетное пространство
Наиболее изученным является межпланетное пространство Солнечной системы. В настоящее время в околосолнечном межпланетном пространстве насчитывают восемь больших планет. Орбиты двух из них — Меркурия и Венеры — находятся ближе к Солнцу, чем орбита Земли. Земля — третья по удалённости от Солнца планета, ещё дальше расположены орбиты Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Последней планетой Солнечной системы больше 70 лет считался Плутон. Однако развитие космической техники наблюдений позволило астрономам обнаружить в окрестностях Солнца около десятка объектов похожего размера. Поэтому в августе 2006 года основным вопросом очередной конференции Международного астрономического союза (IAU) стал пересмотр понятия «планета». 24 августа 2006 года Плутону и ещё двум объектам Солнечной системы, Эриде и Церере, был присвоен статус карликовых планет. Таким образом, на сегодняшний день считается, что межпланетное пространство Солнечной системы ограничено орбитой восьмой планеты — Нептуна.
Формирование и эволюция Солнечной системы
Существует также гипотеза о пятом газовом гиганте, претерпевшем радикальную миграцию и вытолкнутом при формировании современного облика Солнечной системы на её далёкие окраины (ставшим гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X») или даже за её пределы (ставшим планетой-сиротой). По модели астронома Дэвид Несворны из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо, США) 4 млрд лет назад пятая планета-гигант силой своей гравитации вытолкнула Нептун c занимаемой им тогда орбиты рядом с Юпитером и Сатурном, на новое место на самой периферии Солнечной системы, за Ураном. Во время этой одиссеи Нептуна гравитационными силами были выброшены со своих орбит и малые планеты, сформировавшие затем сердцевину нынешнего пояса Койпера. Сама пятая планета-гигант по модели Несворны была выброшена из Солнечной системы навсегда.
Экзопланета
Наблюдается зависимость количества планет-гигантов от содержания тяжёлых элементов (металлов) в звёздах. Системы с планетами-гигантами встречаются также преимущественно у звёзд солнечного типа (классов K5-F5), в то время как у красных карликов их доля значительно меньше (у 200 наблюдаемых красных карликов обнаружены пока что только три подобные системы). Последние открытия, сделанные методом гравитационного микролинзирования, говорят о широкой распространённости систем с планетами средней массы типа Урана и Нептуна вместо газовых гигантов. Это в первую очередь относится к маломассивным звёздам и звёздам с низким содержанием металлов.
Планета
Некоторые крупные спутники сходны по размерам с планетой Меркурий или даже превосходят её. Например, Галилеевы спутники и Титан. Алан Стёрн утверждает, что определение планеты должно быть основанным только на геофизических характеристиках и не должно касаться орбитальных. Он предлагает термин "планета-спутник" для объекта размером с планету, обращающегося вокруг другой планеты. Аналогично объекты размером с планету в Поясе астероидов или Поясе Койпера также могут считаться планетами согласно Стёрну.
Магнитное поле планет
Планеты Солнечной системы делятся на 3 группы: земной группы, некоторые из которых имеют жидкое металлическое ядро; газовые гиганты Юпитер и Сатурн, преимущественно состоящие из водорода и гелия; и ледяные гиганты Уран и Нептун с толстой газовой атмосферой, но имеющие также в составе более тяжёлые элементы, чем Солнце. Больше всего данных о магнитном поле Земли, так как наблюдения более точны и имеют более давнюю историю; сейсмологические исследования позволяют получить информацию о внутреннем строении нашей планеты.
Солнечная система
Плутон — карликовая планета, крупнейший известный объект пояса Койпера. После обнаружения в 1930 году считался девятой планетой; положение изменилось в 2006 году с принятием формального определения планеты. У Плутона умеренный эксцентриситет орбиты с наклонением в 17 градусов к плоскости эклиптики, и он то приближается к Солнцу на расстояние , оказываясь к нему ближе Нептуна, то удаляется
Плутон
В решающую стадию дебаты о статусе Плутона перешли в 2006 году с решением Международного астрономического союза дать понятию «планета» официальное определение. Согласно принятому решению, планетой Солнечной системы называется объект, удовлетворяющий таким критериям:Плутон не удовлетворяет третьему условию, так как его масса составляет всего 7 % массы всех объектов пояса Койпера. Для сравнения, масса Земли в 1,7 млн раз больше, чем у всех остальных тел в окрестностях её орбиты. МАС решил отнести Плутон одновременно к двум новым категориям объектов — к карликовым планетам и (в качестве прототипа) к классу транснептуновых тел, позже получившему название «плутоиды». 7 сентября 2006 года МАС включил Плутон в каталог малых планет, дав ему номер 134340. Если бы Плутон получил статус малой планеты сразу после открытия, то его номер был бы среди первых тысяч. Первая после открытия Плутона малая планета была обнаружена месяц спустя, ею стала (1164) Кобольда; таким образом, Плутон мог бы иметь номер 1164. В астрономическом сообществе было некоторое сопротивление переклассификации Плутона. Алан Стерн — ответственный исследователь миссии НАСА «Новые горизонты» — публично высмеял решение МАС, заявив, что определение никуда не годится и ему не соответствуют даже Земля, Марс, Юпитер и Нептун, так как они разделяют свои орбиты с астероидами. Он также заявил, что так как проголосовало меньше 5 % астрономов, решение нельзя считать мнением всего астрономического сообщества. Ряд других замечаний высказал Марк Буйе из Лоуэлловской обсерватории, тоже не согласившийся с новым определением планеты. Майкл Браун, астроном, обнаруживший Эриду, поддержал решение МАС. Он сказал: «Несмотря на эту больше похожую на цирк сумасшедшую процедуру, мы, так или иначе, наткнулись на ответ. Это потребовало немало времени. В конце концов наука самокорректируется, даже если в обсуждении были сильные эмоции».
Широкая публика по-разному восприняла утерю Плутоном статуса планеты. Большинство спокойно приняли это решение, некоторые же ходатайствовали МАС в онлайн-режиме и даже устраивали митинги и уличные акции с лозунгами «Спасите Плутон!» и т. п., стараясь убедить астрономов его пересмотреть. Группа членов законодательного собрания штата Калифорния внесла проект постановления с осуждением решения МАС, где оно названо научной ересью. Законодательные собрания штатов Иллинойс и Нью-Мексико (где родился и жил Клайд Томбо) постановили, что в его честь Плутон в этих штатах всегда будет считаться планетой. Немало людей не приняли решение МАС по сентиментальным причинам, так как они всю жизнь знали Плутон как планету и продолжают так считать вне зависимости от решений МАС. Опросы среди американцев свидетельствуют о том, что многие из них настроены против решения также и потому, что Плутон вплоть до лишения статуса был единственной планетой, открытой американцем.
Газовые гиганты
Для всех газовых планет Солнечной системы отношение суммарной массы их спутников к массе планеты составляет около 0,01 % (1 к 10 000). Для объяснения этого факта разработаны модели формирования спутников из газо-пылевых дисков с большим количеством газа (при этом действует механизм, ограничивающий рост спутников).
47 Большой Медведицы
Как и другие экзопланеты, 47 Ursae Majoris b — это газовый гигант в 2,5 раза массивней Юпитера, однако его расстояние до звезды существенно превосходит аналогичные расстояния похожих на него экзопланет. В нашей Солнечной системе планета b располагалась бы чуть дальше орбиты Марса. В отличие от сильно вытянутых орбит других экзопланет, орбита 47 Ursae Majoris b является почти круговой, что похоже на орбиты планет-гигантов в нашей Солнечной системе.
Kepler-90
Система Kepler-90 является единственной известной на 2017 год экзопланетной системой с восемью планетами-кандидатами (такое же количество планет — у Солнечной системы, на втором месте по этому параметру находятся имеющие по 7 планет системы TRAPPIST-1, HD 10180 и HR 8832). Помимо этого, радиусы шести внутренних планет находятся в пределах от радиуса Земли до Нептуна, а внешние две планеты — газовые гиганты. Все восемь известных планетных кандидатов вращаются в пределах одной а.е. от звезды. Проверка сферы Хилла и орбитальное интегрирование показывают, что система устойчива.
Список объектов Солнечной системы по размеру
где
где
Парад планет
Именно использование этого явления, произошедшего в конце 70-х годов XX века, дало возможность упростить реализацию исследования внешних планет-газовых гигантов и их спутников, границ Солнечной системы, а также межзвездного пространства при помощи запуска космических аппаратов по исследовательской программе «Вояджер» (запуск которых был успешно осуществлен в 1977 году). Благодаря тому, что все планеты-гиганты удачно расположились в сравнительно узком секторе Солнечной системы в нужной конфигурации и направлении на пути космических аппаратов, представилась возможность использования гравитационных манёвров для облёта всех внешних планет. Это позволило существенно сократить расстояние и время пути к исследуемым объектам, а также уменьшить расход топлива, необходимого для выполнения данной миссии. Поэтому траектория полёта была рассчитана исходя из этой возможности — хотя официально изучение Урана и Нептуна первоначально не входило в программу исследовательской миссии (для гарантированного достижения этих планет потребовалось бы строительство более дорогих аппаратов с более высокими характеристиками по надёжности). Однако после выполнения основных задач исследовательской миссии появилась возможность все-таки реализовать дальнейший полет к планетам Уран и Нептун благодаря успешному использованию гравитационных маневров, позволивших набрать необходимый импульс ускорения для полета к этим планетам без расхода топлива космического аппарата для преодоления пути к ним. После того, как «Вояджер-1» успешно выполнил программу исследования Сатурна и его спутника Титана, было принято окончательное решение направить космический аппарат «Вояджер-2» к Урану и Нептуну. Для этого пришлось слегка изменить его траекторию, отказавшись от близкой пролётной траектории полета около спутника планеты Сатурн — Титана. Однако это решение позволило заглянуть ещё дальше, чем изначально предполагалось этой исследовательской миссией — появилась возможность впервые увидеть и исследовать очень далекие миры планет — ледяных газовых гигантов и их спутников на пограничном рубеже окраины Солнечной системы.
Формирование и эволюция Солнечной системы
Естественные спутники образовались у большинства планет Солнечной системы, а также у многих других тел. Различают три основных механизма их формирования:
Юпитер и Сатурн имеют много спутников, таких как Ио, Европа, Ганимед и Титан, которые, вероятно, сформировались из дисков вокруг этих планет-гигантов по тому же принципу, как и сами эти планеты сформировались из диска вокруг молодого Солнца. На это указывают их большие размеры и близость к планете. Эти свойства невозможны для спутников, приобретённых путём захвата, а газообразная структура планет делает невозможной и гипотезу формирования лун путём столкновения планеты с другим телом.
Солнечная система
Размеры астероидов варьируются от нескольких метров до сотен километров. Все астероиды классифицированы как малые тела Солнечной системы, но некоторые тела, в настоящее время классифицированные как астероиды, например, Веста и Гигея, могут быть переклассифицированы как карликовые планеты, если будет показано, что они поддерживают гидростатическое равновесие.
Планета
Вопрос о нижнем пределе массы был поднят в 2006 на собрании Генеральной ассамблеи МАС. После дебатов и одного неудачного предложения ассамблея сошлась на мнении, что планетой является
Согласно этому определению в Солнечной системе 8 планет. Тела, удовлетворяющие первым двум условиям, но не третьему (Плутон, Макемаке и Эрида), классифицируются как карликовые планеты, если они не являются спутниками какой-либо планеты. Первоначально же МАС предлагал определение, не включающее пункт (c), и потому планет сейчас могло бы быть больше. После долгих обсуждений путём голосования было решено, чтобы такие тела будут классифицированы как карликовые планеты.
Солнечная система
Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.
Солнечная система
Приблизительно через 7 млрд лет с настоящего времени водород в солнечном ядре будет полностью преобразован в гелий, что завершит фазу главной последовательности; Солнце станет субгигантом. Ещё через 600 млн лет внешние слои Солнца расширятся примерно в 260 раз по сравнению с нынешними размерами — Солнце перейдёт на стадию красного гиганта. Из-за чрезвычайно увеличившейся площади поверхности она будет гораздо более прохладной, чем при нахождении на главной последовательности . Резко увеличившись, Солнце, как ожидается, поглотит ближайшие планеты Меркурий и Венеру. Земля, возможно, избежит поглощения внешними солнечными оболочками, но станет совершенно безжизненной, поскольку обитаемая зона сместится к внешним краям Солнечной системы.
Солнечная система
Пояс астероидов занимает орбиту между Марсом и Юпитером, между 2,3 и от Солнца. Выдвигались, но в итоге не были подтверждены гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером (например, гипотетической планеты Фаэтон), которая на ранних этапах формирования Солнечной системы разрушилась так, что её осколками стали астероиды, сформировавшие пояс астероидов. Согласно современным воззрениям, астероиды — это остатки формирования Солнечной системы (планетозималей), которые были не в состоянии объединиться в крупное тело из-за гравитационных возмущений Юпитера.
Сверхгигант
Сверхгига́нты — одни из самых массивных звёзд. На диаграмме Герцшпрунга — Рассела расположены в верхней части. В Йеркской классификации сверхгигантам соответствуют классы Ia (яркие сверхгиганты) и Ib (менее яркие сверхгиганты). Обычно полная (болометрическая) абсолютная звёздная величина сверхгиганта находится между −5 и −12. Особо яркие сверхгиганты, ярче −8 часто классифицируются как гипергиганты.
Громадная группа квазаров
Громадная группа квазаров (Huge-LQG, U1.27) — крупнейшая из известных больших групп квазаров, состоящая из 73 квазаров. При размере 4 млрд световых лет она является одной из крупнейших структур в наблюдаемой Вселенной.
Гипотеза о пятом газовом гиганте
Ни один из вариантов не может объяснить всех фактов. Если же допустить, что в момент зарождения Солнечной системы газовых планет было не четыре, а пять, то всё становится на свои места. Именно этот гигант и был вытеснен Юпитером так, что либо перешёл на очень удалённую орбиту, либо оказался за пределами Солнечной системы. Ещё одним косвенным доказательством этой гипотезы может служить недавнее открытие десяти планет-сирот, которое показывает, что выталкивание планет за пределы системы является обычным делом.
Карликовая планета
Международным астрономическим союзом официально признаны 5 карликовых планет: крупнейший астероид Церера и транснептуновые объекты Плутон, Эрида, Макемаке, Хаумеа; однако возможно, что по меньшей мере ещё 40 из известных объектов в Солнечной системе принадлежат к этой категории. В августе 2011 года первооткрыватель многих транснептуновых объектов Майкл Браун предложил список из 390 кандидатов в карликовые планеты. По различным оценкам учёных, может быть обнаружено до 200 карликовых планет в поясе Койпера и до 10000 карликовых планет за его пределами.В 2006 МАС официально назвал три тела, которые сразу получили классификацию карликовых планет — бывшая планета Плутон, считавшаяся крупнейшим транснептуновым объектом, Эрида и крупнейший астероид Церера. Позже карликовыми планетами были объявлены ещё два транснептуновых объекта (Хаумеа и Макемаке). Важным претендентом на статус карликовой планеты является удалённый от Солнца объект (90377) Седна — хотя МАС не присвоил ей данного статуса, некоторые учёные считают её таковой. Термин «карликовая планета» следует отличать от понятия «малая планета», которым исторически называют также и астероиды.
Красный гигант
К красным гигантам относят звёзды спектральных классов K и M класса светимости III, то есть с абсолютной звёздной величиной formula_1. Температура излучающей поверхности (фотосферы) красных гигантов сравнительно невелика () и, соответственно, поток энергии с единицы излучающей площади невелик — в 2—10 раз меньше, чем у Солнца. Однако полная светимость таких звёзд может достигать , так как красные гиганты и сверхгиганты имеют очень большие размеры и, соответственно, площади поверхности. Характерный радиус красных гигантов — от 100 до 800 солнечных радиусов, что соответствует площади поверхности в 10—10 раз больше солнечной. Так как температура фотосферы красного гиганта близка к температуре спирали лампы накаливания (≈3000 К), красные гиганты, вопреки своему названию, аналогично лампам, испускают свет не красного, а скорее охристо-желтоватого оттенка.
Газовые гиганты
Большинство обнаруженных экстрасолнечных планет столь велики, что предположительно тоже являются газовыми гигантами. На крупнейшей из известных (обращающейся очень близко от звезды) удалось обнаружить разогретую атмосферу.
Солнечная система
Солнце — звезда Солнечной системы и её главный компонент. Его масса (332 900 масс Земли) достаточно велика для поддержания термоядерной реакции в его недрах, при которой высвобождается большое количество энергии, излучаемой в пространство в основном в виде электромагнитного излучения, максимум которого приходится на диапазон длин волн 400—700 нм, соответствующий видимому свету.
Солнечная система
Неясна ситуация с крупнейшим спутником Плутона — Хароном: продолжит ли он классифицироваться как спутник Плутона или будет переклассифицирован в карликовую планету. Поскольку центр масс системы Плутон — Харон находится вне их поверхностей, они могут рассматриваться в качестве двойной планетной системы. Четыре меньших спутника — Никта, Гидра, Кербер и Стикс — обращаются вокруг Плутона и Харона.
Аналоги Солнца
Планеты в кратных звёздных системах с тремя и более звёздами не могут иметь стабильные орбиты в течение долгого времени. Стабильные орбиты в обитаемой зоне могут быть только у одиночной звезды или у отдельных двойных звёзд. Также существует проблемы в системах с газовыми гигантами, которые имеют большой эксцентриситет, и соответственно, могут искажать орбиты землеподобных планет.
Солнечная система
Четыре ближайшие к Солнцу планеты, называемые планетами земной группы, — Меркурий, Венера, Земля и Марс — состоят в основном из силикатов и металлов.
Четыре более удалённые от Солнца планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (также называемые газовыми гигантами) — намного более массивны, чем планеты земной группы.
Крупнейшие планеты Солнечной системы, Юпитер и Сатурн, состоят главным образом из водорода и гелия; меньшие газовые гиганты, Уран и Нептун, помимо водорода и гелия, содержат в составе своих атмосфер метан и угарный газ. Такие планеты выделяются в отдельный класс «ледяных гигантов».
Шесть планет из восьми и четыре карликовые планеты имеют естественные спутники. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун окружены кольцами пыли и других частиц.
Планетная система
По состоянию на конец 2011 года открыто 584 планетных системы. Поскольку на таких расстояниях землеподобную планету весьма проблематично обнаружить современным оборудованием из-за её небольших размеров и массы, почти все обнаруженные экзопланеты — это в основном планеты-гиганты, которые ввиду больших размеров и масс могут являться только газовыми планетами. Однако в будущем, когда соответствующие технологии разовьются, учёные смогут обнаруживать не только такие планеты, но даже их луны и планетоиды. Недавно была обнаружена каменистая экзопланета у звезды Gliese 581, в декабре 2011 года были обнаружены каменистые планеты диаметром меньше земного. Этот безусловный успех, в свою очередь, свидетельствует о неуникальности нашей Солнечной звёздной системы и о многообразии миров в целом.
Газовые гиганты
Га́зовые гига́нты — планеты, состоящие в значительной мере из водорода, гелия, аммиака, метана и других газов. Планеты этого типа имеют небольшую плотность, краткий период суточного вращения и, следовательно, значительное сжатие у полюсов; их видимые поверхности хорошо отражают, или, иначе говоря, рассеивают солнечные лучи.
Планеты-гиганты
У Урана открыты 27 спутников; крупнейшие — Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.
Уран (планета)
Так же как у газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.
Сверхгигант
Массы сверхгигантов варьируются от 10 до 70 масс Солнца, светимости — от 30 000 вплоть до сотен тысяч солнечных. Радиусы могут сильно отличаться — от 30 до 500, а иногда и превышают 1000 солнечных, тогда их ещё можно называть гипергигантами. Из закона Стефана — Больцмана следует, что относительно холодные поверхности красных сверхгигантов выделяют намного меньше энергии с единицы площади, чем горячие голубые сверхгиганты. Поэтому при одинаковой светимости красный сверхгигант всегда будет иметь больший размер, чем голубой.
Планета
Признавая проблему, МАС приступил к разработке определения для планеты, что завершилось к 2006 году. Число планет Солнечной системы сократили до 8 крупных тел, обладающих «чистой» орбитой (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Кроме того, был выделен новый класс — карликовые планеты, в число которых включили три объекта (Церера, Плутон и Эрида).
Солнечная система
Все объекты Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца, официально делят на три категории: "планеты", "карликовые планеты" и "малые тела Солнечной системы". Планета — любое тело на орбите вокруг Солнца, оказавшееся достаточно массивным, чтобы приобрести сферическую форму, но недостаточно массивным для начала термоядерного синтеза, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей. Согласно этому определению в Солнечной системе имеется восемь известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон (до 2006 года считавшийся планетой) не соответствует этому определению, поскольку не очистил свою орбиту от окружающих объектов пояса Койпера. Карликовая планета — небесное тело, обращающееся по орбите вокруг Солнца; которое достаточно массивно, чтобы под действием собственных сил гравитации поддерживать близкую к округлой форму; но которое не очистило пространство своей орбиты от планетезималей и не является спутником планеты. По этому определению у Солнечной системы имеется пять признанных карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. В будущем другие объекты могут быть классифицированы как карликовые планеты, например, Седна, Орк и Квавар. Карликовые планеты, чьи орбиты находятся в регионе транснептуновых объектов, называют "плутоидами". Оставшиеся объекты, обращающиеся вокруг Солнца, — малые тела Солнечной системы.