Наша Солнечная система возникла 4,6 миллиарда лет назад, о чем свидетельствует датировка космических скал, называемых метеоритами. Солнечная система объединилась из облака частиц газа и пыли, дав начало Солнцу, а также внутренним и внешним планетам. Внутренние планеты состоят из тех, которые вращаются внутри пояса астероидов - Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Внешние, или юпитерианские, планеты, существующие за поясом астероидов, состоят из Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Плутон был девятой планетой до того, как в 2006 году он был реклассифицирован Международным астрономическим союзом как карликовая планета. Плутон может ничем не отличаться от многих объектов, обнаруженных за орбитой Нептуна, которые также вращаются вокруг Солнца и изменяют орбиту Нептуна.
Атмосфера и Погода
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Все планеты-гиганты сохраняют свою первоначальную плотную атмосферу, потому что их гравитация и низкие температуры не дают частицам газа в их атмосфере улетать в космос. Атмосфера защищает планеты от вредного солнечного излучения и предотвращает попадание энергии в космос.
Эффект Кориолиса, возникающий в результате быстрого вращения планеты, относится к распределению теплого воздуха в областях полюсов, вызывая области сильных ветров и затишья. Все планеты-гиганты генерируют штормы, похожие на ураганы, в ответ на преувеличенные эффекты Кориолиса. Астрономы отслеживали развитие длительных штормов, таких как Большое красное пятно на Юпитере и аналогичное Большое темное пятно на Нептуне.
Состав
Конденсационная модель Солнечной системы предполагает, что Солнечная система возникла в облаке из бурно кружащихся пыли и газа, причем Солнце сначала образовалось в центре массы. Более тяжелые элементы, такие как никель и железо, оседают ближе к солнцу, а более легкие элементы, такие как водород и гелий, распространяются наружу. Когда элементы и газы двигались и сталкивались друг с другом, они начали слипаться. Внутренние планеты образовались в результате скопления каменистых частиц, а внешние - в результате скопления ледяной материи. Внутренние планеты сохранили более мелкие и плотные ядра, тогда как внешние планеты обладали более крупными ядрами, содержащими немного металла или камня. Сильная гравитация более крупных планет продолжала улавливать паразитные газы, образуя толстые, газообразные или ледяные атмосферы.
Плотность
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Плотность планеты - отношение массы объекта к его объему - отражает его состав; металлы и горные породы составляют более плотные внутренние планеты, в то время как лед и газы составляют внешние планеты. Ученые считают, что плотность земли составляет 5,52 грамма на кубический сантиметр, по сравнению с плотностью воды 1 грамм на кубический сантиметр. Все внутренние планеты имеют плотность, сопоставимую с плотностью Земли. Планеты Юпитера с их ледяными и газовыми недрами имеют плотность, близкую к плотности воды. Сатурн может похвастаться меньшей плотностью, чем вода.
Кольца
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Все планеты-гиганты имеют кольцевые системы, хотя Сатурн затмевает другие. Галилей впервые наблюдал кольца Сатурна в 1610 году. Сначала астрономы думали, что у Сатурна три кольца; однако современные исследования колец с помощью миссий «Вояджер» показали, что три кольца на самом деле состоят из сотен меньших колец, состоящих из неизвестных частиц и замороженной воды. Кольца Юпитера и Урана кажутся темными, возможно, потому, что они не содержат льда, который отражает свет. Нептун может окружать очень тонкое кольцо или частичное кольцо. Распад спутников или астероидов, которые дрейфовали слишком близко к планете, может объяснить существование планетных колец.
Спутники
В отличие от внутренних планет, у которых относительно мало естественных спутников, планеты-гиганты обладают многочисленными лунами. Шестьдесят четыре известных луны вращаются вокруг Юпитера, причем Ганимед является самой большой луной в Солнечной системе, даже больше Меркурия. Сатурн имеет 33 известных спутника, и одна из его спутников, Титан, имеет жуткое сходство с самыми ранними стадиями эволюции Земли. У Урана 27 естественных спутников, а у Нептуна 13.
Магнитные поля
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Сильные магнитные поля возникают глубоко внутри внешних планет, питаясь электрическими токами, генерируемыми движением жидкостей, а именно жидкого водорода. Внешние планеты обладают магнитным полем, во много раз большим, чем любая из внутренних планет, включая Землю. Планеты-гиганты имеют ярко выраженные магнитосферы, образованные сочетанием их быстрого вращения и сильных магнитных полей. Магнитосфера планеты определяет область вокруг планеты, которая захватывает частицы посредством своего магнитного поля. Частицы, исходящие от Солнца - солнечный ветер - взаимодействуют с магнитосферой, создавая яркие световые шоу на северном и южном полюсах, называемые полярными сияниями.