obiectivele lecției
- descrieți caracteristicile cheie ale planetelor exterioare și ale lunilor lor.
- comparați planetele exterioare între ele și cu Pământul.
vocabular
- sateliți galileeni
- giganți gazoși
- Marele punct roșu
- planete exterioare
- inele planetare
Introducere
cele patru planete exterioare sunt mai îndepărtate de soare și mai îndepărtate de pământ. Ele sunt mult mai dificil de învățat, deoarece sunt foarte diferite de planeta noastră de origine.,cele patru planete cele mai îndepărtate de soare sunt planetele exterioare. Figura de mai jos prezintă dimensiunile relative ale planetelor exterioare și ale soarelui. Aceste planete sunt mult mai mari decât planetele interioare și sunt făcute în principal din gaze și lichide, deci sunt numite și giganți de gaz.
această imagine arată cele patru planete exterioare și soarele, cu dimensiuni la scară. De la stânga la dreapta, planetele exterioare sunt Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun.,giganții gazoși sunt alcătuiți în principal din hidrogen și heliu, aceleași elemente care alcătuiesc cea mai mare parte a soarelui. Astronomii cred că hidrogenul și gazele de heliu au cuprins o mare parte din sistemul solar atunci când s-a format pentru prima dată. Deoarece planetele interioare nu aveau suficientă masă pentru a ține aceste gaze ușoare, hidrogenul și heliul lor pluteau în spațiu. Soarele și planetele exterioare masive aveau suficientă gravitație pentru a împiedica hidrogenul și heliul să se îndepărteze.toate planetele exterioare au numeroase luni., Toate au, de asemenea, inele planetare, compuse din praf și alte particule mici care înconjoară planeta într-un plan subțire.deoarece Jupiter este atât de mare, reflectă multă lumină solară. Jupiter este extrem de luminos pe cerul nopții; numai luna și Venus sunt mai strălucitoare (figura de mai jos). Această luminozitate este cu atât mai impresionantă, deoarece Jupiter este destul de departe de pământ — 5.20 AUs distanță. Jupiter are nevoie de aproximativ 12 ani pământeni pentru a orbita o dată în jurul Soarelui.
această imagine a lui Jupiter a fost luată de Voyager 2 în 1979., Culorile au fost ulterior îmbunătățite pentru a scoate mai multe detalii.Jupiter este numit pentru regele zeilor din mitologia romană. Planeta este enormă, cel mai mare obiect din sistemul solar în afară de soare. Deși Jupiter este de peste 1.300 de ori volumul Pământului, are doar 318 ori masa Pământului. Ca și ceilalți giganți de gaz, este mult mai puțin dens decât Pământul.
consultați cartea Mondială a NASA pentru a afla mai multe despre Jupiter:http://www.nasa.gov/worldbook/jupiter_worldbook.html.,
o minge de gaz și lichid
astronauții care încearcă să aterizeze o navă spațială pe suprafața lui Jupiter ar descoperi că nu există deloc o suprafață solidă! Jupiter este format în mare parte din hidrogen, cu unele heliu, și cantități mici de alte elemente (figura de mai jos).
atmosfera lui Jupiter este compusă din hidrogen și heliu. Mai adânc în interiorul planetei, presiunea comprimă gazele într-un lichid. Unele dovezi sugerează că Jupiter ar putea avea un mic nucleu stâncos de elemente mai grele în centrul său.,stratul superior al atmosferei lui Jupiter conține nori de amoniac (NH3) în benzi de diferite culori. Aceste benzi se rotesc în jurul planetei, dar, de asemenea, se învârt în jurul furtunilor turbulente. Marea Pată Roșie (figura de mai jos) este o furtună enormă, în formă ovală, găsită la sud de ecuatorul lui Jupiter. Această furtună este de peste trei ori mai mare decât întregul Pământ. Norii din furtună se rotesc în sens invers acelor de ceasornic, făcând o întoarcere completă la fiecare șase zile., Marea Pată Roșie se află pe Jupiter de cel puțin 300 de ani, de când astronomii au putut vedea prima dată furtuna prin telescoape. Crezi că Marea Pată Roșie este o caracteristică permanentă pe Jupiter? De unde să știi?
această imagine a Marelui punct roșu al lui Jupiter (dreapta sus a imaginii) a fost luată de nava spațială Voyager 1. Furtuna albă chiar sub Marea Pată Roșie are aproximativ același diametru ca și pământul.
lunile și inelele lui Jupiter
Jupiter are un număr foarte mare de luni — 63 au fost descoperite până acum., Patru sunt destul de mari și suficient de luminoase pentru a fi văzute de pe pământ, folosind nu mai mult de o pereche de binoclu. Aceste luni — Io, Europa, Ganymede și Callisto-au fost descoperite pentru prima dată de Galileo în 1610, astfel încât uneori sunt denumite lunile galileene (figura de mai jos). Sateliții galileeni sunt mai mari decât planetele pitice Pluto, Ceres și Eris. Ganymede nu este doar cea mai mare luna din Sistemul solar este chiar mai mare decât planeta Mercur!
această imagine compusă prezintă cele patru luni galileene și dimensiunile lor în raport cu Marea Pată Roșie., De sus în jos, lunile sunt Io, Europa, Ganymede și Callisto. Marea Pată Roșie a lui Jupiter este în fundal. Dimensiunile sunt la scară.oamenii de știință sunt interesați în mod special de Europa, deoarece poate fi un loc unde se poate găsi viață extraterestră. Ce caracteristici ar putea face un satelit atât de departe de soare un candidat pentru viață? Deși suprafața Europei este un strat neted de gheață, există dovezi că există un ocean de apă lichidă dedesubt (figura de mai jos). Europa are, de asemenea, o sursă continuă de energie — este încălzită în timp ce este întinsă și strivită de forțele mareelor de pe Jupiter., Numeroase misiuni au fost planificate pentru a explora Europa, inclusiv planuri de a fora prin gheață și de a trimite o sondă în ocean. Cu toate acestea, nici o astfel de misiune nu a fost încă încercată.
o imagine color îmbunătățită a unei porțiuni din suprafața înghețată a Europei. Gheața de suprafață poate avea mișcări similare cu tectonica plăcilor de pe Pământ.în 1979, două nave spațiale — Voyager 1 și Voyager 2 — au vizitat Jupiter și lunile sale. Fotografii din misiunile Voyager au arătat că Jupiter are un sistem de inele., Acest sistem de inele este foarte slab, deci este dificil de observat de pe Pământ.Saturn, prezentat în figura de mai jos, este renumit pentru inelele sale frumoase. Deși toți giganții gazoși au inele, numai Saturn poate fi văzut cu ușurință de pe Pământ. În mitologia romană, Saturn a fost tatăl lui Jupiter.masa lui Saturn este de aproximativ 95 de ori mai mare decât masa Pământului, iar volumul său este de 755 de ori mai mare decât volumul Pământului, ceea ce o face a doua cea mai mare planetă din Sistemul solar. Saturn este, de asemenea, cea mai puțin densă planetă din Sistemul solar. Este mai puțin densă decât apa., Ce s-ar întâmpla dacă ai avea o cadă suficient de mare pentru a pune Saturn în? Saturn ar pluti! Saturn orbitează Soarele o dată la fiecare 30 de ani pământeni.
Această imagine a lui Saturn și inelele sale este un compozit de imagini luate de sonda Cassini orbiter, în 2008,
Ca Jupiter, Saturn este compus în principal din hidrogen și heliu gazelor din straturile exterioare și lichide la adâncimi mai mari. Atmosfera superioară are nori în benzi de diferite culori., Acestea se rotesc rapid în jurul planetei, dar se pare că există mai puține turbulențe și mai puține furtuni pe Saturn decât pe Jupiter. Un fenomen interesant care a fost observat în furtunile de pe Saturn este prezența tunetului și a fulgerului (vezi video, mai jos). Planeta are probabil un mic nucleu stâncos și metalic.oamenii de știință Cassini au așteptat ani de zile condițiile potrivite pentru a produce primul film care arată fulgerul pe o altă planetă — Saturn.,http://saturn.jpl.nasa.gov/video/videodetails/?videoID=210 o Mulțime mai multe videoclipuri de la misiunea Cassini sunt indexate aici:http://saturn.jpl.nasa.gov/video/
Inelele lui Saturn
În 1610, Galileo a observat pentru prima oara inelele lui Saturn cu telescopul său, dar el a crezut că ar putea fi două mari sateliți, unul pe fiecare parte a planetei. În 1659, astronomul olandez Christian Huygens și-a dat seama că trăsăturile erau inele (figura de mai jos).inelele lui Saturn înconjoară ecuatorul planetei și par înclinate, deoarece Saturn în sine este înclinat cu aproximativ 27 de grade. Inelele nu ating planeta.,un mozaic exagerat de culoare al lui Saturn și inelele sale luate de Cassini în timp ce Saturn eclipsează soarele.nava spațială Voyager 1 și 2 în 1980 și 1981 a trimis înapoi imagini detaliate cu Saturn, inelele sale și unele dintre lunile sale. Inelele lui Saturn sunt formate din particule de apă și gheață, cu puțin praf și roci (figura de mai jos)., Există mai multe lacune în inele despre care oamenii de știință cred că au provenit deoarece (1) materialul a fost eliminat de atracția gravitațională din inele sau (2) de forțele gravitaționale ale lui Saturn și ale lunilor din afara inelelor.
un prim-plan al inelului c exterior al lui Saturn care prezintă zone cu concentrație mai mare de particule și goluri.inelele s-au format probabil prin ruperea uneia dintre lunile lui Saturn sau din materiale care nu s-au acumulat niciodată pe planetă atunci când Saturn s-a format inițial.,majoritatea lunilor lui Saturn sunt foarte mici și doar șapte sunt suficient de mari pentru ca gravitația să le fi făcut sferice. Numai Titan este mai mare decât Luna Pământului la aproximativ 1,5 ori dimensiunea sa. Titan este chiar mai mare decât planeta Mercur.oamenii de știință sunt interesați de Titan, deoarece atmosfera sa este similară cu cea a pământului înainte de dezvoltarea vieții. Azotul este dominant, iar metanul este al doilea cel mai abundent gaz. Titan poate avea un strat de apă lichidă și amoniac sub un strat de gheață de suprafață., Lacurile de metan lichid (CH4) și etan (C2H6) se găsesc pe suprafața lui Titan. Deși condițiile sunt destul de similare cu cele ale pământului timpuriu pentru ca oamenii de știință să speculeze că viața extrem de primitivă ar putea exista pe Titan, frigul extrem și lipsa dioxidului de carbon o fac puțin probabilă (figura de mai jos).această imagine compusă compară cea mai mare lună a lui Saturn, Titan (dreapta) cu Pământul (stânga).
Uranus
Uranus (YOOR-uh-nuhs) este numit pentru zeul grec al cerului (figura de mai jos)., De pe Pământ, Uranus este atât de slab încât a fost neobservat de observatorii antici. William Herschel a descoperit pentru prima dată planeta în 1781.
Uranus este o minge de gheață albastru-verde.deși Uranus este foarte mare, este extrem de departe, la aproximativ 2, 8 miliarde km (1, 8 miliarde mi) de soare. Lumina de la soare durează aproximativ 2 ore și 40 de minute pentru a ajunge la Uranus. Uranus orbitează Soarele o dată la fiecare 84 de ani pământeni.Uranus are o masă de aproximativ 14 ori mai mare decât masa Pământului, dar este mult mai puțin densă decât Pământul., Gravitația de la suprafața lui Uranus este mai slabă decât cea de pe suprafața Pământului, deci dacă ați fi în vârful norilor de pe Uranus, ați cântări cu aproximativ 10% mai puțin decât ceea ce cântăriți pe Pământ.la fel ca Jupiter și Saturn, Uranus este compus în principal din hidrogen și heliu, cu un strat exterior de gaz care dă loc lichidului din interior. Uranus are un procent mai mare de materiale înghețate, cum ar fi apa, amoniacul (NH3) și metanul (CH4), decât Jupiter și Saturn.când lumina soarelui reflectă Uranus, norii de metan filtrează lumina roșie, dând planetei o culoare Albastru-Verde., Există benzi de nori în atmosfera lui Uranus, dar sunt greu de văzut în lumina normală, astfel încât planeta arată ca o minge albastră simplă.majoritatea planetelor din sistemul solar se rotesc pe axele lor în aceeași direcție în care se mișcă în jurul Soarelui. Uranus, deși, este înclinat pe partea sa, astfel încât axa sa este aproape paralelă cu orbita sa. Cu alte cuvinte, se rotește ca un vârf care a fost întors astfel încât să se rotească paralel cu podeaua. Oamenii de știință cred că Uranus a fost probabil doborât de o coliziune cu un alt obiect de dimensiunea planetei cu miliarde de ani în urmă.,
inele și luni de Uranus
Uranus are un sistem slab de inele (figura de mai jos). Inelele înconjoară ecuatorul planetei, dar deoarece Uranus este înclinat pe partea sa, inelele sunt aproape perpendiculare pe orbita planetei.
această imagine de la Telescopul Spațial Hubble arată inelele slabe ale lui Uranus. Planeta este înclinată pe o parte, astfel încât inelele sunt aproape verticale.Uranus are 27 de luni cunoscute și toate, cu excepția câtorva dintre ele, sunt numite după personajele din piesele lui William Shakespeare., Cele mai mari cinci luni ale lui Uranus-Miranda, Ariel, Umbriel, Titania și Oberon — sunt prezentate în figura de mai jos.
aceste fotografii Voyager 2 au fost redimensionate pentru a arăta dimensiunile relative ale celor cinci luni principale ale lui Uranus.Neptun, prezentat în figura de mai jos, este singura planetă majoră care nu poate fi văzută de pe pământ fără un telescop. Oamenii de știință au prezis existența lui Neptun înainte de a fi descoperit, deoarece Uranus nu a apărut întotdeauna exact acolo unde ar trebui să apară., Ei știau că atracția gravitațională a unei alte planete dincolo de Uranus trebuie să afecteze orbita lui Uranus.Neptun a fost descoperit în 1846, în poziția care fusese prezisă și a fost numit Neptun pentru zeul Roman al mării datorită culorii sale albăstrui.
această imagine a lui Neptun a fost luată de Voyager 2 în 1989. Marele punct întunecat văzut în centrul stâng al imaginii a dispărut de atunci, dar un punct întunecat similar a apărut pe o altă parte a planetei.în multe privințe, Neptun este similar cu Uranus (figura de mai jos)., Neptun are o masă puțin mai mare decât Uranus, dar este puțin mai mică. Neptun este mult mai departe de soare la aproape 4.5 miliarde km (2.8 miliarde mi). Orbita lentă a planetei înseamnă că este nevoie de 165 de ani de pământ pentru a merge o dată în jurul Soarelui.compoziția lui Neptun este cea a unui gigant gazos: (1) atmosferă superioară, (2) atmosferă compusă din hidrogen, heliu și Gaz Metan, (3) manta de apă, amoniac și gheață de metan, (4) miez de rocă și gheață.,
extreme de frig și vânt
culoarea albastră a lui Neptun este în mare parte din cauza metanului înghețat (CH4). Când Voyager 2 a vizitat Neptun în 1986, a existat un mare punct albastru închis pe care oamenii de știință l-au numit Marele punct întunecat, la sud de Ecuator. Când Telescopul Spațial Hubble a fotografiat Neptun în 1994, Marea Pată Întunecată dispăruse, dar o altă pată întunecată apăruse la nord de Ecuator. Astronomii cred că ambele pete reprezintă goluri în norii de metan de pe Neptun.aspectul schimbător al lui Neptun este cauzat de atmosfera sa turbulentă., Vânturile de pe Neptun sunt mai puternice decât pe orice altă planetă din Sistemul solar, atingând viteze de 1.100 km/h (700 mi/h), aproape de viteza sunetului. Această vreme extremă a surprins astronomii, deoarece planeta primește puțină energie de la soare pentru a alimenta sistemele meteorologice. Neptun este, de asemenea, unul dintre cele mai reci locuri din Sistemul solar. Temperaturile din vârful norilor sunt de aproximativ-218oC (- 360oF).
inelele și lunile lui Neptun
Neptun are inele slabe de gheață și praf care se pot schimba sau dispărea în intervale de timp destul de scurte.Neptun are 13 luni cunoscute., Triton, prezentat în figura de mai jos, este singurul dintre ele care are suficientă masă pentru a avea o formă sferică. Triton orbitează în direcția opusă orbitei lui Neptun. Oamenii de știință cred că Triton nu s-a format în jurul lui Neptun, ci a fost capturat de gravitația lui Neptun în timp ce trecea.
această imagine Triton, cea mai mare lună a lui Neptun, a fost luată de Voyager 2 în 1989.
Rezumatul lecției
- cele patru planete exterioare sunt toate gigante gazoase formate în principal din hidrogen și heliu. Ele au straturi exterioare gazoase groase și interioare lichide.,planetele exterioare au numeroase luni, precum și inele planetare.
- Jupiter, de departe cea mai mare planetă din sistemul solar, are benzi de nori colorați diferiți și o furtună de lungă durată numită Marea Pată Roșie.
- Jupiter are mai mult de 60 de luni, inclusiv cele mai mari patru, lunile galileene.Europa are un ocean de apă lichidă sub un strat de gheață în care s-ar fi putut forma viața.
- Saturn este mai mic decât Jupiter, dar are un sistem mare de inele frumoase.
- atmosfera lui Titan este similară cu cea a Pământului timpuriu, iar luna ar putea adăposti viața primitivă.,
- Uranus și Neptun au fost descoperite relativ recent, deoarece sunt atât de departe.
- Uranus este înclinat pe partea sa, probabil din cauza unei coliziuni trecute cu un obiect mare.
- Neptun este foarte rece și are vânturi puternice. Petele sale întunecate sunt furtuni în atmosfera lui Neptun.
întrebări de revizuire
1. Denumiți planetele exterioare a) În ordine de la soare spre exterior, b) de la cea mai mare la cea mai mică după masă și c) de la cea mai mare la cea mai mică după dimensiune.
2. De ce planetele exterioare sunt numite giganți de gaz?
3. Cum diferă Marea Pată Roșie și Marea Pată Întunecată?
4., Denumiți lunile galileene și explicați de ce au acest nume.
5. De ce Europa ar putea fi un loc probabil pentru a găsi viață extraterestră?
6. Ce cauzează lacune în inelele lui Saturn?
7. De ce sunt oamenii de știință interesați de atmosfera titanului lunii lui Saturn?
8. Ce lichid se găsește pe suprafața lui Titan?
9. De ce este Uranus albastru-verde în culoare?
10. Care este numele celei mai mari luni a lui Neptun?
Lectură suplimentară / legături suplimentare
puncte de luat în considerare
- planetele interioare sunt mici și stâncoase, în timp ce planetele exterioare sunt mari și gazoase., De ce s-ar fi format planetele în aceste două grupuri?
- am discutat despre soare, planete și lunile planetelor. Ce alte obiecte vă puteți gândi că pot fi găsite în sistemul nostru solar?
