Planety Układu Słonecznego przedstawione na ilustracji komputerowej NASA. Orbity i rozmiary nie są wyświetlane w skali.
(Zdjęcie: © NASA)
Gigant gazowy to duża planeta złożona głównie z gazów, takich jak wodór i hel, ze stosunkowo małym skalistym jądrem. Gazowymi gigantami naszego Układu Słonecznego są Jowisz, Saturn, Uran i Neptun. Te cztery duże planety, zwane także Jowiszem, znajdują się w zewnętrznej części Układu Słonecznego obok orbit Marsa i pasa asteroid. Jowisz i Saturn są znacznie większe niż Uran i Neptun, a każda para planet ma nieco inny skład.
Chociaż w naszym Układzie Słonecznym są tylko cztery duże planety, astronomowie odkryli tysiące poza nim, szczególnie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Keplera NASA. Te egzoplanety (jak się je nazywa) są badane, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak powstał nasz Układ Słoneczny.
Podstawowe fakty
Jowisz jest największą planetą w naszym Układzie Słonecznym. Ma promień prawie 11 razy większy od Ziemi. Według NASA ma 50 znanych księżyców i 17 oczekujących na potwierdzenie. Planeta zbudowana jest głównie z wodoru i helu otaczającego gęsty rdzeń skał i lodu, a większość jej masy prawdopodobnie składa się z ciekłego metalicznego wodoru, który wytwarza ogromne pole magnetyczne. Jowisz jest widoczny gołym okiem i był znany starożytnym. Jego atmosfera składa się głównie z wodoru, helu, amoniaku i metanu. [Powiązane: Planeta Jowisz: Fakty o jego wielkości, księżycach i czerwonej plamie]
Saturn jest około dziewięć razy większy od promienia Ziemi i charakteryzuje się dużymi pierścieniami; sposób, w jaki się utworzyli, jest nieznany. Według NASA ma 53 znane księżyce i dziewięć innych oczekujących na potwierdzenie. Podobnie jak Jowisz, składa się głównie z wodoru i helu, które otaczają gęsty rdzeń, a także był śledzony przez starożytne kultury. Jego atmosfera jest podobna do Jowisza. [Powiązane: Planeta Saturn: Fakty o pierścieniach, księżycach i rozmiarze Saturna]
Uran ma promień około cztery razy większy niż promień Ziemi. Jest to jedyna planeta przechylona na bok, a także obraca się do tyłu względem każdej planety oprócz Wenus, co sugeruje, że ogromne zderzenie zakłóciło ją dawno temu. Według NASA planeta ma 27 księżyców, a jej atmosfera składa się z wodoru, helu i metanu. Został odkryty przez Williama Herschela w 1781 roku. [Powiązane: Planeta Uran: Fakty o jego nazwie, księżycach i orbicie]
Neptun ma również promień około cztery razy większy niż promień Ziemi. Podobnie jak Uran, jego atmosfera składa się głównie z wodoru, helu i metanu. Według NASA ma 13 potwierdzonych księżyców i dodatkowy oczekujący na potwierdzenie. Zostało odkryte przez kilka osób w 1846 roku. [Powiązane: Planeta Neptune: Fakty na temat jej orbity, księżyców i pierścieni]
Super-Ziemie: Naukowcy odkryli wiele „super-Ziemi” (planet między wielkością Ziemi a Neptunem) w innych układach słonecznych. W naszym Układzie Słonecznym nie ma znanych super-Ziem, chociaż niektórzy naukowcy przypuszczają, że w jego zewnętrznych częściach może czaić się „Planeta Dziewiąta”. Naukowcy badają tę kategorię planet, aby dowiedzieć się, czy super-Ziemie bardziej przypominają małe gigantyczne planety czy duże planety lądowe.
Formacja i podobieństwa
Astronomowie uważają, że olbrzymy po raz pierwszy powstały jako skaliste i lodowe planety podobne do planet ziemskich. Jednak rozmiar rdzeni pozwolił tym planetom (szczególnie Jowiszowi i Saturnowi) wychwycić wodór i hel z chmury gazu, z którego skraplało się słońce, zanim słońce powstało i zdmuchnęło większość gazu.
Ponieważ Uran i Neptun są mniejsze i mają większe orbity, trudniej było im zbierać wodór i hel tak skutecznie jak Jowisz i Saturn. To prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego są mniejsze niż te dwie planety. W ujęciu procentowym ich atmosfera jest bardziej „zanieczyszczona” cięższymi pierwiastkami, takimi jak metan i amoniak, ponieważ są one znacznie mniejsze.
Naukowcy odkryli tysiące egzoplanet. Wiele z nich to „gorące Jowisz” lub masywne gazowe olbrzymy, które są bardzo blisko swoich macierzystych gwiazd. (Skaliste światy są bardziej obfite we wszechświecie, zgodnie z szacunkami Keplera.) Naukowcy spekulują, że duże planety mogły poruszać się w obie strony na swoich orbitach, zanim osiądą w obecnej konfiguracji. Ale ile się przeprowadzili, wciąż jest przedmiotem debaty.
Wokół gigantycznych planet są dziesiątki księżyców. Wiele z nich powstało w tym samym czasie, co ich planety macierzyste, co implikuje, że planety obracają się w tym samym kierunku, co planeta blisko równika (np. Ogromne księżyce Jowisza Io, Europa, Ganymede i Callisto.) Ale są wyjątki.
Jeden księżyc Neptuna, Tryton, krąży wokół planety przeciwnie do kierunku wirowania Neptuna - co sugeruje, że Triton został schwytany, być może przez niegdyś większą atmosferę Neptuna. W Układzie Słonecznym znajduje się wiele maleńkich księżyców, które obracają się daleko od równika ich planet, co sugeruje, że zostały one również pochwycone przez ogromne przyciąganie grawitacyjne.
Obecne badania
Jowisz: Sonda Juno NASA przybyła na planetę w 2016 roku i dokonała już kilku odkryć. Badano pierścienie planety, co jest trudne do osiągnięcia, ponieważ są znacznie subtelniejsze niż pierścienie Saturna. Juno odkrył, że cząsteczki wpływające na zorze Jowisza są inne niż na Ziemi. Ujawnił także wgląd w atmosferę, na przykład znajdowanie śniegu wydobywającego się z chmur na dużych wysokościach. Tymczasem naukowcy używający Kosmicznego Teleskopu Hubble'a szczegółowo zbadali Wielką Czerwoną Plamę Jowisza, obserwując, jak kurczy się i intensyfikuje kolor.
Saturn: Sonda Cassini zakończyła kilkanaście lat obserwacji na Saturnie w 2017 roku. Ale nauka Cassini jest nadal bardzo zaawansowana, ponieważ naukowcy analizują pracę z jej wielu lat na Saturnie. W ostatnich miesiącach misja zbadała grawitację i pola magnetyczne Saturna, spojrzała na pierścienie pod innym kątem niż przedtem i celowo zanurzyła się w atmosferę (ruch, który ujawni więcej o strukturze atmosfery).
Uran: Burze Urana są częstym celem zarówno dla profesjonalnych teleskopów, jak i amatorskich astronomów, którzy monitorują ich ewolucję i zmiany w czasie. Naukowcy są również zainteresowani poznaniem struktury jego pierścieni i tego, z czego składa się jego atmosfera. Uran może mieć również kilka asteroid trojańskich (asteroidów na tej samej orbicie co planeta); pierwszy został znaleziony w 2013 roku.
Neptun: Burze na Neptunie są również popularnym celem obserwacyjnym, aw 2018 r. Obserwacje te ponownie zaowocowały; prace z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykazały, że od dawna burza się kurczy. Naukowcy zauważyli, że burza rozprasza się inaczej niż oczekiwali ich modele, co pokazuje, że nasze rozumienie atmosfery Neptuna wciąż wymaga udoskonalenia.
Egzoplanety: Wiele teleskopów naziemnych szuka egzoplanet. Istnieje również kilka aktywnych misji kosmicznych wykonujących badania egzoplanetowe, w tym Kepler, Kosmiczny Teleskop Hubble'a i Teleskop Kosmiczny Spitzer. Planowana jest również seria nowych misji: NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) w 2018 r., NASA James Webb Space Telescope w 2020 r., PLAnetary Transits and Oscillations of Stars (PLATO) Europejskiej Agencji Kosmicznej w 2026 r. Oraz ESA Atmospheric Remote- wykrywający Exoplanet w podczerwieni Misja wielkopowierzchniowa (Ariel) w 2028 r.
Dodatkowe zasoby
- Rochester Institute of Technology: The Gas Giants
- NASA: Jeśli Jowisz i Saturn są gazowymi olbrzymami, czy potrafiłbyś przelecieć przez nie prosto?
- University of Arizona Department of Astronomy: Gas Giant = Jovian Planets
