Галактики

Є тверда поверхня у газових гігантів?

Нещодавно від одного із передплатників ми отримали наступне питання:

Мають газові планети тверду поверхню і що взагалі відбувається всередині цих планет?

Планети Сонячної системи і саме Сонце утворилися з одного величезного газопилової хмари, але хімічний склад планет разюче відрізняється. Деякі планети нашої системи утворилися в основному з важких елементів, вони мають високу щільність і тверду поверхню, інші ж планети утворилися з газу і льоду. Раз вони складаються з газу, то мають тоді тверду поверхню? Давайте розберемося разом.

Газові гіганти

Планети-гіганти поділяють на кілька класів, але ми розглянемо лише ті з них, які є в сонячній системі. Один з них-це клас газових гігантів, до нього ставляться планети Юпітер і Сатурн.

Вони на відміну від планет земної групи мають дуже малу середню щільність. Вони складаються переважно з водню і гелію, а їх внутрішня структура досліджена вкрай погано. Юпітер і Сатурн настільки великі, що водень і гелій в їх центрах надзвичайно стискуються колосальним тиском, деякі теоретичні моделі пророкують тиск у ядрі цих планет більше ніж 100 000 000 бар.

Під величезним тиском всередині газових гігантів знайомі нам на Землі матеріали можуть набувати дивні форми. При спуску на кілька тисяч кілометрів нижче видимих хмар Юпітера і Сатурна тиск стає настільки великим, що водень переходить із газоподібного стану в рідке і утворює океан, причому перехід в рідину є досить плавним. При спуску глибше, рідкий водень ще більше стискується і на певній глибині починає переходити в твердий або як його називають металізоване стан, в якому він має властивості схожі з звичайними металами. Оскільки цей перехід теж є плавним (дуже густий рідкий водень мало відрізняється від металізованого механічними властивостями), то твердої поверхні газові гіганти не мають, так само як і чіткої рідкої поверхні.

Кожна газова планета має ядро, утворене з більш важких елементів, ці ядра є гірничо-льодовиковими тілами, що утворилися ще перед захопленням газу з навколишнього туманності і освітою планети. Ядра знаходяться під тиском в десятки мільйонів барів, вони складаються переважно з вуглецю, заліза, азоту, кремнію і кисню в поєднанні з воднем.

Юпітер ще цікавий тим, що випромінює більше енергії, ніж отримує від Сонця. Це тепло зумовлене радіоактивним розпадом і енергією, що вивільняється в результаті осідання важких елементів на ядро.

Крижані гіганти

Інший, не менш цікавий клас планет-гігантів це крижані гіганти. До них відносяться Уран і Нептун, які серйозно відрізняються за своїм складом і внутрішньою будовою від Юпітера і Сатурна.

Уран і Нептун-складаються з певної кількості водню і гелію, але вони також містять більш важкі елементи, такі як кисень, вуглець, азот і сірка. Велика частина маси Урану і Нептуна знаходиться в їх ядрах. Ядра крижаних гігантів щодо їх розмірів більше, ніж у газових гігантів, а в їх внутрішню будову відсутня величезний прошарок металізованого водню, що проілюстровано на малюнку нижче.

Ось чому Уран і Нептун називають крижаними велетнями. Термінологія «крижаного гіганта» закріпилася в 1990-х роках, коли дослідники зрозуміли, що Уран і Нептун композиційно відрізняються від Юпітера і Сатурна.

На відміну від планет земної групи, планети-гіганти не мають твердої поверхні, вони в основному складаються з різних газів, які на різних “шарах” перебувають у різних станах. У самому центрі знаходиться ядро, що складається з гірських порід і льоду, які знаходяться під величезним тиском.

Related posts

Leave a Comment