Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, Плутон. Подробнее о планетах-гигантах и Плутоне

Определения и обозначения

Планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, самые крупные планеты Солнечной системы, расположенные далеко от Солнца. Они во много раз больше Земли и имеют толстые атмосферы. Это определение помогает отличить их от небольших планет земной группы.

Газовые гиганты — Юпитер и Сатурн, состоящие в основном из водорода и гелия и не имеющие твёрдой поверхности. С глубиной их газ постепенно переходит в жидкое и очень плотное состояние. Так называют их потому, что главные вещества этих планет — лёгкие газы.

Ледяные гиганты — Уран и Нептун, в недрах которых большую роль играют вода, аммиак и метан в особом плотном состоянии. Слово «лёд» здесь не означает привычный холодный лёд. Название показывает состав внутренних слоёв и отличает эти планеты от Юпитера и Сатурна.

Карликовая планета — небесное тело, обращающееся вокруг Солнца, но не очистившее окрестность своей орбиты от других объектов. Плутон подходит под это определение и поэтому не относится к большим планетам. Такой термин нужен, чтобы различать крупные планеты и небольшие тела, соседствующие с множеством похожих объектов.

Как это устроено

Планеты-гиганты оказались во внешней части Солнечной системы потому, что при её образовании там было холоднее. В холодной области могли сохраняться не только каменные частицы, но и замёрзшие вода, аммиак и метан. Поэтому крупные зародыши планет захватили много водорода и гелия. Планеты земной группы сформировались ближе к Солнцу, где лёгкие вещества не удерживались, поэтому они меньше, плотнее и имеют твёрдую поверхность.

Юпитер и Сатурн окружены толстыми облачными атмосферами. Ниже облаков газ сжимается, постепенно превращается в жидкость, а затем в очень плотное вещество, поэтому чёткой границы между атмосферой и недрами нет. В центре, вероятно, находится плотное ядро, но поверхности, подобной земной, не существует. Быстрое вращение сплющивает эти планеты у полюсов и помогает создавать полосы и вихри в атмосфере.

Уран и Нептун тоже имеют мощные атмосферы, в которых есть водород, гелий и метан. Метан поглощает красный свет, поэтому Уран выглядит голубовато-зелёным, а Нептун — синим. Глубже находятся горячие плотные слои воды, аммиака и метана, а в центре — каменное ядро. Их выделяют в ледяные гиганты не из-за наличия обычного льда на поверхности, а из-за состава внутренних областей.

Кольца и спутники появились из вещества, оставшегося после образования планет, а также из обломков разрушившихся тел. Сила тяжести гигантов удерживает эти частицы и небольшие луны рядом с планетами. Кольца есть у всех четырёх гигантов, но у Сатурна они самые широкие и яркие, поэтому лучше всего видны с Земли. Спутники помогают учёным изучать прошлое планет и действие их притяжения.

Сравнение планет-гигантов и Плутона

Сначала сравнивайте объекты по строкам: так легче увидеть различия по одному признаку. Число спутников может уточняться по мере новых открытий, поэтому важны не только числа, но и особенности этих спутников. Главный вывод таблицы: четыре гиганта намного крупнее Плутона и устроены иначе.

Разбор задач

Задача 1

Распределите Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон на группы: планеты-гиганты и карликовые планеты. Объясните выбор. Нужно сопоставить каждый объект с определениями двух групп, а не ориентироваться только на расстояние от Солнца.

1. Проверяем Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун: это самые крупные внешние планеты, значит, они относятся к планетам-гигантам.
2. Проверяем Плутон: он обращается вокруг Солнца, но находится среди множества похожих тел и не очистил свою орбиту.
3. По этому признаку Плутон относим к карликовым планетам.

Ответ: планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун; карликовая планета — Плутон.

Задача 2

Сравните Юпитер и Плутон по размерам, составу, наличию твёрдой поверхности, атмосфере и продолжительности обращения вокруг Солнца. Удобно идти по признакам по порядку и каждый раз называть отличие. Так сравнение будет полным, а не сведётся только к размеру.

1. Юпитер намного больше и массивнее Плутона.
2. Юпитер состоит главным образом из водорода и гелия, а Плутон — из каменных веществ и льдов.
3. У Юпитера нет твёрдой поверхности, у Плутона она есть; атмосфера Юпитера плотная, а атмосфера Плутона очень разреженная.
4. Юпитер совершает оборот вокруг Солнца примерно за 12 лет, а Плутон — примерно за 248 лет.

Ответ: Юпитер — огромный газовый гигант с плотной атмосферой, а Плутон — маленькая ледяная карликовая планета с твёрдой поверхностью и длинным годом.

Задача 3

Небесное тело имеет небольшие размеры, обращается за орбитой Нептуна и движется в области, где есть другие похожие объекты. Можно ли назвать его планетой? Главным будет не само положение за Нептуном, а способность очистить окрестность своей орбиты.

1. Определяем, что тело обращается вокруг Солнца, поэтому оно относится к малым телам Солнечной системы или к планетам по характеру движения.
2. Учитываем небольшие размеры и наличие соседних похожих объектов.
3. Если тело не стало главным объектом на своей орбите и не очистило её от других тел, условие большой планеты не выполнено.

Ответ: назвать такое тело обычной планетой нельзя; его следует отнести к карликовым планетам, если оно соответствует и другим признакам этой группы.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Называть Плутон планетой-гигантом только из-за его далёкого положения. Так ошибаются, когда считают расстояние главным признаком. Проверьте размер, строение и наличие похожих тел на орбите.

Ошибка 2. Говорить, что у гигантов вообще нет поверхности. Путают отсутствие твёрдой поверхности с полным отсутствием границ планеты. Правильнее представить постепенный переход атмосферы в плотные слои вещества.

Ошибка 3. Считать, что кольца есть только у Сатурна. Его кольца просто самые яркие и заметные, поэтому о других часто забывают. Проверьте: кольцевые системы обнаружены у всех четырёх планет-гигантов.

Ошибка 4. Относить Уран и Нептун к полностью газовым планетам. У них есть атмосферы, но внутреннее вещество заметно отличается от состава Юпитера и Сатурна. Запомните различие: Юпитер и Сатурн — газовые гиганты, Уран и Нептун — ледяные.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении Солнечной системы, порядке планет и различиях между планетами земной группы и внешними планетами. Она связана с движением небесных тел, спутниками, кольцами и малыми телами. Позже эти сведения помогут изучать звёздные системы, космические исследования и правила классификации небесных тел.

Что запомнить

• Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — планеты-гиганты.
• Юпитер и Сатурн называют газовыми гигантами, а Уран и Нептун — ледяными гигантами.
• Планеты-гиганты намного больше планет земной группы и состоят главным образом из лёгких веществ.
• У всех планет-гигантов есть кольца и спутники.
• У планет-гигантов нет твёрдой поверхности, подобной поверхности Земли.
• Плутон — карликовая планета, а не планета-гигант.
• Плутон расположен за орбитой Нептуна и входит в область малых ледяных тел Солнечной системы.