Строение газовых гигантов. Газовые планеты гиганты

Вояджер-2 сделал этот снимок Нептуна за пять дней до своего исторического пролета планеты 25 августа 1989 года.

Планета Нептун – таинственный голубой гигант на окраине Солнечной системы, о существовании которого не подозревали до конца первой половины XIX столетия.

Далекая, невидимая без оптических приборов планета, была открыта осенью 1846 года. Первым о существовании небесного тела, аномально влияющего на движение , задумался Дж. К. Адамс. Свои расчеты и предположения он представил королевскому астроному Эри, который оставил их без внимания. В это же время исследованием отклонений в орбите Урана занимался француз Леверье, его выводы о существовании неизвестной планеты были представлены в 1845 году. Было очевидным, что результаты двух независимых исследований очень близки.

В сентябре 1846 года через телескоп Берлинской обсерватории была замечена неизвестная планета, расположенная в месте, указанном в расчетах Леверье. Открытие, сделанное при помощи математических вычислений, потрясло научный мир и стало предметом спора Англии и Франции о национальном приоритете. Во избежание споров можно считать первооткрывателем немецкого астронома Галле, который рассмотрел новую планету в телескоп. По традиции для названия было выбрано имя одного из римских богов – покровителя морей Нептуна.

Орбита Нептуна

После Плутона из списка планет, Нептун оказался последним – восьмым – представителем Солнечной системы. Его удаленность от центра составляет 4,5 млрд. км, на прохождение этого расстояния волне света необходимо 4 часа. Планета вместе с Сатурном, Ураном и Юпитером вошла в группу четырех газовых гигантов. Из-за огромного диаметра орбиты год здесь равен 164,8 земным, а сутки пролетают менее чем за 16 часов. Траектория прохождения вокруг Солнца близка к круговой, ее эксцентриситет равен 0,0112.

Строение планеты

Математические расчеты позволили создать теоретическую модель строения Нептуна. В его центре расположено твердое ядро, по массе аналогичное Земле, в составе замечено железо, силикаты, никель. Поверхность выглядит вязкой массой из аммиачной, водной и метановой модификации льда, которая без четкой границы перетекает в атмосферу. Внутренняя температура ядра довольно высока – достигает 7000 градусов, – но из-за высокого давления застывшая поверхность не тает. Нептуна превышает земную в 17 раз и составляет 1,0243х10 в 26 кг.

Атмосфера и бушующие ветра

Основу представляют: водород – 82%, гелий – 15% и метан – 1%. Это традиционный состав для газовых гигантов. Температура на условной поверхности Нептуна показывает -220 градусов по Цельсию. В нижних слоях атмосферы замечены облака, образованные кристаллами метана, сероводородом, аммиаком или сульфидом аммония. Именно эти кусочки льда создают голубое свечение вокруг планеты, но это лишь часть объяснения. Существует гипотеза о неизвестном веществе, которое дает яркий синий цвет.

Уникальной скоростью обладают ветра, дующие на Нептуне, ее среднее число равно 1000 км/ч, а порывы при урагане достигают 2400 км/ч. Воздушные массы движутся против оси вращения планеты. Необъяснимым фактом является усиление бурь и ветров, которое наблюдается с нарастанием расстояния между планетой и Солнцем.

Космический аппарат « » и телескоп Хаббл наблюдали удивительное явление – Большое Темное Пятно – ураган грандиозных размеров, который несся по Нептуну со скоростью 1000 км/ч. Подобные вихри появляются и пропадают в разных местах планеты.

Магнитосфера

Магнитное поле гиганта получило значительную мощность, его основой считается токопроводящая жидкая мантия. Смещение магнитной оси по отношению к географической на 47 градусов заставляет магнитосферу изменять свою форму вслед за вращением планеты. Этот могучий щит отражает энергию солнечного ветра.

Спутники Нептуна

Спутник – Тритон – был замечен спустя месяц после грандиозного открытия Нептуна. Его масса равняется 99% от всей системы спутников. Появление Тритона связывают с возможным захватом из .
Пояс Койпера — обширная область, заполненная объектами размером с небольшой спутник, но есть немногие из них размером с Плутон и некоторые, может даже и больше. За поясом Койпера располагается — место откуда к нам прилетают кометы. Облако Оорта простирается почти на полпути к ближайшей звезде.

Тритон — одна из трех лун в нашей системе, обладающая атмосферой. Тритон единственный имеет сферическую форму. Всего в компании Нептуна 14 небесных тел, названных именами более мелких богов морских глубин.

Со времени обнаружения планеты обсуждалось наличие у нее , но подтверждений теории не находили. Только в 1984 году в чилийской обсерватории заметили яркую дугу. Остальные пять колец были найдены благодаря исследованиям аппарата «Вояджер-2». Образования имеют темный цвет и не отражают солнечный свет. Своими именами они обязаны людям, открывшим Нептун: Галле, Леверье, Арго, Лассель, а самое далекое и необычное названо в честь Адамса. Это кольцо состоит из отдельных дужек, которые должны были слиться в единую конструкцию, но не делают этого. Возможной причиной считается воздействие гравитации не открытых еще спутников. Одно образование осталось безымянным.

Исследования

Огромная удаленность Нептуна от Земли и особенное расположение в космосе затрудняют наблюдения за планетой. Появление крупных телескопов с мощной оптикой расширило возможности ученых. Все исследования Нептуна основываются на данных, полученных миссией «Вояджер – 2». Далекая синяя планета, летящая у границы известного нам мира, полна , о которых мы практически ничего еще не знаем.

Новые Горизонты запечатлели Нептун и его спутник Тритон. Снимок сделан 10 июля 2014 года с расстояния 3,96 млрд. километров.

Изображения Нептуна

Изображения Нептуна и его спутников, сделанные Вояджером-2 в значительной степени недооценивают. Более увлекательным, чем даже сам Нептун, является его гигантский спутник Тритон, который похож по размеру и плотности на Плутон. Тритон, возможно, был захвачен Нептуном о чем свидетельствует его ретроградное движение (по часовой стрелке) по орбите вокруг Нептуна. Гравитационное взаимодействие между спутником и планетой генерирует тепло и поддерживает Тритон активным. Его поверхность имеет несколько кратеров и геологически активна.

Его кольца тонкие и слабые и почти невидимые с Земли. Вояджер-2 сделал снимок, когда они были подсвечены Солнцем. Изображение сильно переэкспонированно (10-минут).

Облака Нептуна

Несмотря на большое расстояние от Солнца, Нептун имеет весьма динамичную погоду, в том числе самые сильные ветра в Солнечной системе. «Большое Темное Пятно», которое видно на снимке, уже исчезло и показывает нам как быстро происходят изменения на самой далекой планете.

Самая полная карта Тритона на сегодняшний день

Пол Шенк из института Луны и планет (Хьюстон, США) переработал старые данные Вояджера, чтобы выявить больше деталей. В результате получилась карта обоих полушарий, хотя большая часть Северного полушария отсутствует, из-за того, что в момент пролета зонда была в тени.

Анимация пролета космического аппарата Вояджер-2 мимо Тритон а, совершенного в 1989 году. Во время пролета, большая часть Северного полушария Тритон а была в тени. Из-за большой скорости Вояджера и медленного вращения Тритон а, мы смогли увидеть только одно полушарие.

Гейзеры Тритона

Задания по астрономии в 10 классе

Составила: учитель физики Шемонаева С.Н.

Часть 1

При выполнении заданий 1-19 части 1 необходимо выбрать правильный ответ из предложенных четырех.

1.Ученый, доказавший движение планет вокруг Солнца.

а) Николай Коперник б) Джордано Бруно в) Галилео Галилей

2. Какая планета самая большая в Солнечной системе?

а) Сатурн б) Земля в) Юпитер

3. Какая планета быстрее остальных совершает свой оборот вокруг Солнца?

а) Меркурий б) Венера в) Земля

4. У какой планеты сутки равны году?

а) Плутон б) Венера в) Юпитер

5. У какой планеты наибольшее количество спутников?

а) Уран б) Юпитер в) Сатурн

6. Относительно Солнца планеты расположены так:

а) Венера, Земля, Марс, Меркурий, Нептун, Плутон, Сатурн, Уран, Юпитер

б) Меркурий, Венера, Земля, Марс, Нептун, Плутон, Сатурн, Юпитер, Уран;

7. Преимущественно из газов состоят следующие планеты:

а) Меркурий и Марс б) Плутон и Юпитер

в) Венера и Земля г) Марс и Сатурн

8. Самый большой перепад дневной и ночной температур поверхности у планеты …

а) Меркурий б) Венера в) Сатурн г) Плутон

9. Планета земной группы, средняя темпера поверхности которой ниже 0 0С…

10. В состав облаков входят капельки серной кислоты у планеты …

а) Меркурий б) Венера в) Марс г) Земля

11.У всех планет есть спутники, кроме..

А) Меркурий Б) Венера В) Земля Г) Марс Д) Юпитер Е) Сатурн Ж) Уран З) Нептун

12. Найдите расположение планет-гигантов в порядке удаления от Солнца:

А) Уран, Сатурн, Юпитер, Нептун

Б) Нептун, Сатурн, Юпитер, Уран

В) Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

Г) нет верного ответа

13. По каким орбитам движутся планеты?

А) круговым Б) гиперболическим В) эллиптическим

Г) параболическим

14.Ниже перечислены тела, входящие в состав Солнечной системы. Выберите исключение.

А) Солнце Б) большие планеты и их спутники В) астероиды Г) кометы Д) метеоры Е) метеориты

15. К малым телам Солнечной системы относятся:

А) звезды Б) кометы В) астероиды Г) планеты

16.Известно, что орбита любой планеты представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце. Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется:

А) апогей Б) перигей В) апогелий Г) перигелий

17.Относительно Солнца планеты расположены так:

а) Венера, Земля, Марс, Меркурий, Нептун, Плутон, Сатурн, Уран, Юпитер.

б) Меркурий, Венера, Земля, Марс, Нептун, Плутон, Сатурн, Юпитер, Уран.

в) Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

18. В состав Солнечной системы входят:

а) Солнце, звезды, планеты, спутники, астероиды, кометы, метеорные частицы, космическая пыль и газ;

б) Солнце и 9 больших планет;

в) Солнце, 9 больших планет и их спутники, астероиды, кометы, метеорные частицы, космическая пыль и газ;

г) Земля и другие планеты, Луна и другие спутники, астероиды и кометы.

19. Девять больших планет Солнечной системы в порядке удаления от Солнца:

а) Солнце, Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун;

б) Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон;

в) Венера, Меркурий, Земля, Марс, Сатурн, Юпитер, Нептун, Уран, Плутон.

Часть 2

На вопросы – задания второй части дать краткие ответы.

Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Какие не могут?

По каким признакам можно выделить внешние планеты? А по каким внутренние планеты?

Почему движение планет происходит не в точности по законам Кеплера?

Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от перегелия к афелию?

Часть 3

На задания третьей части дать развернутое решение.

1. Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние от Юпитера до Солнца?

2. Каков угловой радиус Марса в противостоянии, если его линейный радиус 3400 км, а горизонтальный параллакс 18”? радиус земли принять равным 6400 км.

3. Во сколько раз масса Сатурна больше массы Земли, если известны следующие данные об их спутниках: Диана (спутник Сатурна) – расстояние от планеты ад= 3,78* 10 5 км, период обращения Т д = 2,75 сут.; Луна – расстояние а л = 3,8 * 10 5 км, период Т л = 27,3 сут.? Массами спутников можно пренебречь.

В Солнечной системе к газовым гигантам относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Согласно гипотезе происхождения Солнечной системы, планеты-гиганты образовались позже, чем планеты земной группы. К этому времени большая часть тугоплавких веществ (окислы, силикаты, металлы) уже выпали из газовой фазы, и из них образовались внутренние планеты (от Меркурия до Марса). Существует гипотеза о пятом газовом гиганте, вытолкнутом при формировании современного облика Солнечной системы на её далёкие окраины (ставшим гипотетической планетой Тюхе или другой «Планетой X») или за её пределы (ставшим планетой-сиротой). Последней такой гипотезой является гипотеза о девятой планете Брауна и Батыгина.

Газовые гиганты - 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.

Период очень быстрого вращения газовых гигантов вокруг своей оси составляет 9-17 часов.

Модели внутреннего строения газовых планет предполагают наличие нескольких слоёв. На определённой глубине давление в атмосферах газовых планет достигает высоких значений, достаточных для перехода водорода в жидкое состояние. Если планета достаточно велика, то ещё ниже может размещаться слой металлического водорода (напоминающего жидкий металл, где протоны и электроны существуют раздельно), электрические токи в котором порождают мощное магнитное поле планеты. Предполагается, что газовые планеты имеют также относительно небольшое каменное или металлическое ядро.

Как показали измерения спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура быстро растут уже в верхних слоях газовых планет. На глубине 130 км в атмосфере Юпитера температура составила около 420 кельвинов (145 градусов Цельсия), давление - 24 атмосферы. Все газовые планеты Солнечной системы излучают заметно больше тепла, чем получают от Солнца, вследствие выделения гравитационной энергии при сжатии. Предложены модели, допускающие выделение крайне незначительных количеств тепла внутри Юпитера при реакциях термоядерного синтеза, но эти модели не имеют наблюдательного подтверждения.

В атмосферах газовых планет дуют мощные ветры со скоростями до нескольких тысяч километров в час (скорость ветра на экваторе Сатурна составляет 1800 км/ч.). Имеются постоянные атмосферные образования, представляющие собой гигантские вихри. Например, Большое красное пятно (размером в несколько раз больше Земли) на Юпитере наблюдают уже более 300 лет. Имеется Большое тёмное пятно на Нептуне, более мелкие пятна на Сатурне.

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).

1910

Газовыми гигантами называются планеты, основная часть которых состоит из газов различных видов. Этими газами являются преимущественно водород и гелий. В меньшей степени возможно присутствие аммиака и метана, а иногда азота. Для таких планет характерны обычно низкие температуры и высокое давление в атмосфере.

Основные особенности газовых гигантов:

1. Имеют небольшую плотность. Таким образом, у них нет твердой поверхности в привычном для нас понимании.
2. Обладают чрезвычайно кратким периодом суточного вращения. Он составляет примерно от 9 до 17 часов, что по земным меркам, очень мало.
3. Из-за быстрого вращения, как правило, сжаты или приплюснуты в области полюсов.
4. Хорошо рассеивают солнечные лучи.

Строение газовых гигантов

Структура газовых планет состоит из нескольких слоев:

• газообразный (представлен в виде облаков);
• жидкого газа, возникающего в силу высокого давления;
• металлического газа (здесь возникает электромагнитное поле);
• небольшого ядра, которое может быть металлическим или каменным.

Для газовых планет характерно присутствие в атмосферах сильных ветров, достигающих тысячи километров. А также устойчивых гигантских вихрей, существующих не одну сотню лет.

По современным данным, большинство планет находящихся вне нашей солнечной системы, то есть экзопланет, являются газовыми. В нашей галактике их сейчас насчитывается около ста миллиардов.

Газовые гиганты солнечной системы

Все планеты нашей солнечной системы принято делить на две части: внешние и внутренние. Газовые гиганты представлены группой, которую в науке называют «внешние планеты». В нее входят Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер. Они находятся дальше от Солнца, чем остальные - внутренние планеты и отделены от них поясом из астероидов.

Внешние планеты обладают совокупностью общих отличительных признаков:

1. Значительной удаленностью от Солнца.
2. Наличием сильных магнитных полей.
3. Большими размерами и массой.
4. Присутствием вокруг планеты множества спутников.
5. Низкими температурами.
6. Наличием кольцевых систем опоясывающих планету.

Самой большой из внешних планет является Юпитер. Она является пятой по расстоянию от Солнца. Обладает атмосферой, состоящей преимущественно из водорода и на одиннадцать процентов из гелия. Наличие в ней серы и фосфора придает красивый оранжевый цвет внешнему облику планеты. В более низких слоях находится океан, наполненный жидким водородом.

Здесь присутствуют классические признаки газовых планет: сильные ветра и продолжительные (до трехсот лет существования) вихри. Самым гигантским из последних является Большое Красное пятно. Его размеры в несколько раз превосходят земные.

Планета обладает мощнейшим магнитным полем в 650 миллионов километров. В его зоне вращается двадцать восемь спутников.

Следующий газовый гигант внешней системы - это Сатурн. Планета является второй по размерам в нашей солнечной системе. Время ее вращения очень короткое - чуть более 10 часов. По размерам она немногим уступает Юпитеру. А вот по массе - в три раза.

В состав Сатурна входит в основном водород, в небольшой степени присутствуют гелий аммиак, метан и остатки воды.

Знаменитое кольцо Сатурна, окружающие его в районе экватора, не являются единым целым. Его внешние слои вращаются вокруг планеты с гораздо меньшей скоростью, чем внутренние. По своей структуре они состоят из мельчайших частиц льда с добавлением силикатной пыли. По ширине они могут достигать восьмидесяти тысяч километров. Толщина же колец гораздо меньше - не более одного километра.

Протяженность года на Сатурне больше земной в 29, 5 раза. Во время годового цикла вид колец небесного тела с Земли сильно различается.

Для периода равноденствия характерно прекращение возможности их наблюдения. То есть они практически перестают быть видимыми с нашей планеты, за исключением небольшой линии. После этого, в течение семи летнего срока, кольца становятся все больше и больше видимы в ширину и достигают максимальных визуальных размеров, когда происходит солнцестояние. Затем цикл повторяется.

Сатурн имеет шестьдесят два спутника. Состав их представлен каменными породами и льдом, а размеры, как правило, небольшие. Один из его спутников - Титан, получивший свое наименование за максимальные, по сравнению с другими, размеры, обладает плотной атмосферой, состоящей преимущественно из азота с добавлением метана. Ученые предполагают, что подобные условия могли существовать на Земле в период появления на ней жизни.

Планетой, следующей за Сатурном, является Уран. Открытая в XVII веке, она является четвертой по массе в солнечной системе.

Год на Уране в 84 раза больше земного, а вращение вокруг своей оси она совершает всего за семнадцать часов. В составе Урана, в отличие от большинства других планет кроме Нептуна, ученые не обнаружили металлического водорода. Однако там был выявлен большой процент льда. Поэтому планета, так же как и Нептун была отнесена к ледяным гигантам.

В ее водородно-гелиевой атмосфере были найдены примеси метана, аммиака и водорода.

Уран является самой холодной планетой солнечной системы. С температурой 224 градуса по Цельсию он совершенно не пригоден для жизни.

Несомненным является наличие слабо выраженных колец на Уране. При этом более яркую окраску имеют внешние кольцевые образования.

Особенностью Урана является его свойство вращения в горизонтальном положении, как бы лежа на «боку». Двадцать семь спутников планеты носят имена героев произведений У. Шекспира и А. Поупа.

Последним, и самым маленьким, из внешних газовых гигантов является Нептун. Не видимый с Земли, он имеет уникальную историю открытия, так как был впервые обнаружен не визуально, а с помощью математических расчетов. Причиной этому послужили изменения в орбите Урана и предположение, что они вызваны влиянием гравитации неизвестной планеты.

По составу Нептун сходен с Ураном. Это заставило ученых отнести его к ледяным гигантам. Поверхность планеты представляет собой океан из воды и сжиженных газов. Один год на планете соответствует примерно 165 земным. Сутки длятся около 16 часов.

За счет внутреннего источника энергии Нептуна, на нем возникают самые сильные в Солнечной системе ветры. Они могут достигать 2100 километров в час. Для атмосферы планеты характерны устойчивые штормы, продолжающиеся по несколько месяцев.

На Нептуне были открыты слабо выраженные кольца с красноватым оттенком. Предполагается, что его придает наличие в их составе, народу со льдом и силикатом, углерода.

Нептун обладает сильнейшим магнитным полем, протяженностью 650 тысяч километров. Но, в отличие от Земли, его орбита отклонена от оси вращения самой планеты на 47 градусов.

Из четырнадцати спутников Нептуна самым крупным является Тритон.

В настоящее время, среди ученых также существует теория, что в нашей солнечной системе существовала еще одна планета, являвшаяся газовым гигантом. Но под воздействием гравитации Юпитера ей пришлось из области притяжения Солнца.

Самый большой газовый гигант

В начале XXI века была обнаружена самая большая планета Вселенной, являющаяся одновременно и газовым гигантом. Ей присвоили наименование TrES-4. Она находится в созвездии Геркулеса, на расстоянии 1600 световых лет от нашей планеты. Небесное тело в двадцать раз больше Земли. В диаметре оно в 1,7 раза превышает Юпитер, но по массе только в три. Сутки на TrES-4 равны трем с половиной земным.

Из-за близости к материнской звезде температура на планете чрезвычайно высока и достигает примерно 1260 градусов. Поэтому, а также по причине небольшой массы, она постоянно расширяется. TrES-4 не может удержать атмосферу. Часть ее постоянно испаряется, преобразуясь в хвост, на подобие тех, что сопровождают комету.

В нашей Солнечной системе есть два типа планет. Это планеты земной группы и газовые гиганты.

Планеты первого типа (Меркурий, Венера, Земля и Марс) это внутренние планеты и расположены ближе к Солнцу. Они почти полностью состоят из твёрдых каменистых пород и могут обладать небольшим соотношением к их массе содержанием газов и атмосферы, обладают небольшими в сравнении с газовыми планетами массой и размерами.

Газовые планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) состоят преимущественно из газов и обладают намного большей массой и размером. Трудно сказать где именно заканчивается атмосфера и начинается сама планета. Предполагается, что внутри каждого гиганта находиться твёрдое каменисто - металлическое ядро.

Каждая планета обладает рядом удивительных и в то же время уникальных особенностей, с которыми предлагаю Вам ознакомится прямо сейчас. Итак - поехали!

Юпитер: сила тяжести и легкие газы.

Сегодня не существует технических возможностей исследовать строение Юпитера: слишком уж велика эта планета, слишком сильна ее гравитация, слишком плотна и неспокойна атмосфера. Впрочем, где здесь кончается атмосфера и начинается сама планета, сказать трудно: этот газовый гигант, по сути, не имеет никаких четких внутренних границ.

По существующим теориям, в центре Юпитера имеется твердое ядро по массе в 10-15 раз больше и в полтора раза крупнее ее по размерам. Впрочем, на фоне планеты-великана (масса Юпитера больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых) эта величина совсем незначительна. Вообще же состоит на 90% из обычного водорода, а на оставшиеся 10% − из гелия, с некоторым количеством простых углеводородов, азота, серы, кислорода. Но не стоит думать, что из-за этого структура газового гиганта «проста».

При колоссальном давлении и температуре водород (а по некоторым данным, и гелий) здесь должен существовать, в основном, в необычной металлической форме − этот слой, возможно, тянется на глубину в 40-50 тыс. км. Здесь электрон отрывается от протона и начинает вести себя свободно, как в металлах. Такой жидкий металлический водород, естественно, является отличным проводником и создает на планете исключительно мощное магнитное поле.

Сатурн: саморазогревающаяся система.

Несмотря на все внешние различия, отсутствие знаменитого Красного пятна и наличие еще более знаменитых колец, Сатурн очень похож на соседний Юпитер. Он состоит из водорода на 75%, и на 25% из гелия, со следовым количеством воды, метана, аммиака и твердых веществ, в основном сосредоточенных в горячем ядре. Как и на Юпитере, здесь имеется толстый слой металлического водорода, создающий мощное магнитное поле.

Пожалуй, главным отличием двух газовых гигантов являются теплые недра Сатурна: процессы в глубине поставляют планете уже больше энергии, чем солнечное излучение − он излучает в 2,5 раза больше энергии сам, чем получает от .

Этих процессов, видимо, два (отметим, что и на Юпитере они также работают, просто на Сатурне имеют большее значение) − радиоактивный распад и механизм Кельвина − Гельмгольца. Работу этого механизма можно представить довольно легко: планета охлаждается, давление в ней падает, и она немного сжимается, а сжатие создает дополнительное тепло. Впрочем, нельзя исключать и наличие других эффектов, создающих энергию в недрах Сатурна.

Уран: лед и камень.

А вот на Уране внутреннего тепла явно недостаточно, причем настолько, что это до сих пор требует специального объяснения и озадачивает ученых. Даже Нептун, на Уран очень похожий, излучает тепло в разы больше, Уран же мало того, что получает от Солнца совсем немного, так и отдает порядка 1% этой энергии. Это самая холодная планета , температура здесь может падать до 50 Кельвин (-223 по Цельсию).

Считается, что основная масса Урана приходится на смесь льдов − водного, метанового и аммиачного. Вдесятеро меньше по массе здесь водорода с гелием, и еще меньше твердых пород, скорее всего, сосредоточенных в сравнительно небольшом каменном ядре. Основная доля приходится на ледяную мантию. Правда, этот лед − не совсем та субстанция, к которой мы привыкли, он текуч и плотен.

Это означает, что у ледяного гиганта тоже нет никакой твердой поверхности: газообразная, состоящая из водорода и гелия атмосфера без явной границы переходит в жидкие верхние слои самой планеты.

Нептун: алмазные дожди.

Как и у Урана, атмосфера особенно заметна, она составляет 10-20% всей массы планеты и простирается на 10-20% расстояния до ядра в ее центре. Состоит она из водорода, гелия и метана, который придает планете голубоватый цвет. Опускаясь сквозь нее вглубь, мы заметим, как атмосфера постепенно уплотняется, медленно переходя в жидкую и горячую электропроводящую мантию.

Мантия Нептуна в десяток раз тяжелее всей нашей Земли и богата аммиаком, водой, метаном. Она действительно горяча − температура может достигать тысяч градусов − но традиционно вещество это называют ледяным, а Нептун, как и Уран, относят к ледяным гигантам.

Существует гипотеза, согласно которой ближе к ядру давление и температура достигают такой величины, что метан «рассыпается» и «спрессовывается» в кристаллы алмазов, которые на глубине ниже 7000 км образуют океан «алмазной жидкости», который проливается «дождями» на ядро планеты. Железно-никелевое ядро Нептуна богато силикатами и лишь немногим больше земного, хотя давление в центральных областях гиганта намного выше.