Гиганттык газ планеталарынын түшүндүрмөсү
Газ гигант планеталары - Күн системасындагы жана андан тышкары планеталардын эң кызыктуу топторунун бири. Алар эбегейсиз чоң, газ басымдуулук кылат жана аба ырайынын кескин динамикасына ээ калың атмосферага ээ. Күн системасында эң белгилүү газ гиганттары - Юпитер жана Сатурн, ал эми Уран жана Нептун көп учурда ушул сыяктуу категорияга кирет - бирок алардын курамы ар башка болгондуктан, алар "муз гиганттары" деп аталат. Бул макалада газ гигант планеталары эмне экени, алардын мүнөздөмөлөрү, алардын пайда болуу процесстери, ички түзүлүшү, атмосфералары, шакекчелери жана спутниктери жана алардын планетардык системалардын эволюциясын түшүнүүдөгү мааниси талкууланат.
Газ гигант планетасы деген эмне?
Жалпысынан алганда, газ гигант планеталары – бул ааламдагы эң жеңил жана эң көп кездешүүчү эки элемент болгон суутек менен гелийден турган абдан чоң планеталар. Алардын курамы негизинен газ түрүндө болгондуктан, бул планеталарда Жер, Марс же Меркурий сыяктуу "катуу бет" жок. Эгерде зонд газ гигант планетасына "консо", ал тура турган жер тапмак эмес, тескерисинче, өтө жогорку басым жана температура менен жок кылынганга чейин атмосферанын барган сайын тыгыз катмарларына түшүп кете берет.
Күн системасында Юпитер газ гигант планетасынын эң ачык мисалы болуп саналат, андан кийин Сатурн турат. Экөөнүн тең массасы чоң, тартылуу күчү күчтүү жана атмосферасы өтө калың. Ошол эле учурда, Уран менен Нептун окшош категорияга кирет, бирок космостук шарттарда суу, аммиак жана метан сыяктуу оор элементтерди "муз" түрүндө камтыйт, ошондуктан алар көп учурда муз гиганттары деп аталат.
Газ гигант планеталарынын негизги мүнөздөмөлөрү
Газ гигант планеталарын жер үстүндөгү планеталардан айырмалап турган бир нече мүнөздөмөлөр бар:
1. Чоң өлчөмү жана массасы
Газ гигант планеталарынын диаметри он миңдеген километрден жүз миң километрге чейин өзгөрүшү мүмкүн. Мисалы, Юпитердин диаметри Жердикинен болжол менен 11 эсе чоң. Анын массасы Күн системасындагы башка объектилерге олуттуу гравитациялык таасир этүүгө жетиштүү.
2. Калың атмосфера жана суутек-гелийдин үстөмдүгү
Анын атмосферасынын курамында суутек жана гелий басымдуулук кылат, ошондой эле планетанын булут схемаларын жана түсүн калыптандырган метан, аммиак, суу буусу жана суутек сульфиди сыяктуу башка кошулмалардын издери бар.
3. Тез айлануу жана жалпак форма
Көптөгөн газ гигант планеталары абдан тез айланышат. Юпитер ар бир 10 саат сайын бир жолу айланат. Бул тез айлануу планетанын уюлдарда жалпак жана экватордо томпок болуп калышына алып келет.
4. Күчтүү магнит талаасы
Газ гигант планеталарынын магнитосферасы чоң болот. Мисалы, Юпитердин магнитосферасы Күн системасындагы эң чоңу болуп саналат жана Күндөн келген заряддуу бөлүкчөлөргө таасир эте алат.
5. Көптөгөн спутниктер жана шакекче системалары
Газ гигант планеталарынын, адатта, көптөгөн спутниктери болот. Юпитердин ондогон спутниктери бар, анын ичинде төрт чоң спутник (Ио, Европа, Ганимед жана Каллисто). Сатурн өзүнүн кеңири жана кооз шакек системасы менен белгилүү.
Газ гигант планеталары кантип пайда болот?
Планеталардын пайда болушунун эң кеңири таралган теориясы планеталар жаш жылдызды курчап турган газ жана чаң дискинен, башкача айтканда, протопланетарлык дисктен пайда болорун түшүндүрөт. Газ гигант планеталарынын пайда болушунун эки кеңири талкууланган сценарийи бар:
1. Өзөктүк аккреция модели
Бул моделде алгач олуттуу массадагы таш жана муздан турган катуу ядро пайда болот. Ядро белгилүү бир массага жеткенден кийин, ал айланасындагы дисктен көп көлөмдөгү суутек жана гелий газын тарта баштайт. Бул модель Юпитер менен Сатурндун пайда болушун түшүндүрүүгө ылайыктуу деп эсептелет, бирок бул процесс дисктеги газ жоголгонго чейин канчалык тез болгону тууралуу суроолор бойдон калууда.
2. Дисктин туруксуздук модели
Бул сценарийде протопланетардык дисктин бөлүктөрү гравитациялык туруксуздукту башынан өткөрүп, андан кийин түз эле чоң топторго кулап, планеталарга айланат. Бул процесс алда канча тез жүрүшү мүмкүн жана көбүнчө ата-эне жылдыздарынан алыс пайда болгон гигант планеталардын бар экендигин түшүндүрүү үчүн колдонулат.
Аалам бирдиктүү механизмди колдонбошу мүмкүн; планеталардын пайда болушу дисктин шарттарына, жылдыздан алыстыгына жана бош убакытка жараша өзгөрүшү мүмкүн.
Ички түзүлүш: булуттан ядрого чейин
Алар "жөн гана газ" сымал көрүнгөнү менен, газ гигант планеталарынын ички түзүлүшү татаал. Алардын эң сырткы катмары булут катмарлары бар атмосфера. Тереңдеген сайын басым кескин жогорулайт. Башында газ болгон суутек суюктукка айланат жана белгилүү бир тереңдикте ал металл сыяктуу электр тогун өткөрө алган суутектин фазасы болгон металл суутекине айлана алат. Бул металл суутек Юпитердин күчтүү магнит талаасын пайда кылууда чоң роль ойнойт деп эсептелет.
Газ гигант планеталарынын борборлорунда тыгызыраак ядролор бар деп эсептелет, бирок алардын курамы жана өлчөмү дагы эле изилденип жатат. Бул ядролор, кыязы, концентрацияланган тектерден, муздан жана башка оор элементтерден турат. Бирок, ядро менен анын үстүндөгү катмарлардын ортосундагы чек ара дайыма эле так боло бербейт; өтө катуу басым астында материалдар аралашып, кургактыктагы планеталарга караганда "бүдөмүк" өткөөлдү жаратышы мүмкүн.
Атмосфера жана экстремалдык аба ырайы
Газ гигант планеталарынын эң кызыктуу жактарынын бири - алардын атмосфералык кубулуштары. Алардын катуу бети жок болгондуктан, алардын атмосферасы узакка созулган ири бороон системаларын түзө алат. Эң белгилүү мисал - Юпитердин Чоң Кызыл Тагы, жүздөгөн жылдардан бери байкалып келе жаткан чоң бороон. Бул бороон бир кезде Жерден чоң болгон, бирок акыркы он жылдыктарда анын кичирейип баратканы байкалууда.
Сатурнда сезондук бороон-чапкындар да абдан чоң масштабда болушу мүмкүн. Ошол эле учурда Уран менен Нептунда абдан катуу шамалдар болот; Нептун саатына миңдеген километрге жеткен шамалдары менен да белгилүү. Уран менен Нептундун көгүш түсү, негизинен, алардын атмосферасындагы кызыл жарыкты сиңирип, көк жарыкты чагылдырган метанга байланыштуу.
Шакекчелер жана спутниктер: планеталардын айланасындагы мини-системалар
Газ гигант планеталары көбүнчө шакекчелери жана көптөгөн айлары бар татаал системалардын "борбору" болуп саналат. Сатурн - шакекчелүү планета, бирок Юпитердин, Урандын жана Нептундун да шакекчелери бар, бирок алар ичке жана караңгыраак. Шакекчелер, адатта, муз жана майда чаңдан чоң бөлүкчөлөргө чейинки өлчөмдөгү таш бөлүкчөлөрүнөн турат.
Газ гигант планеталарынын спутниктери да көптөгөн сюрприздерди камтыйт. Европада (Юпитердин спутниги) микробдук жашоону колдой турган жер астындагы океан бар деп эсептелет. Титанда (Сатурндун спутниги) калың атмосфера жана суюк метан-этан көлдөрү бар. Энцелад (Сатурн) муз гейзерлерин чачыратып, ички активдүүлүктү жана жер астындагы океандын болушу мүмкүн экендигин көрсөтүп турат. Бул ачылыштар газ гигант планеталарын изилдөөнү планеталардын өздөрү жөнүндө гана эмес, аларды айланып жүргөн "кичинекей дүйнөлөр" жөнүндө да маалымат берет.
Күн системасындагы гиганттык газ планеталарынын ролу
Газ гигант планеталары Күн системасынын динамикасында маанилүү ролду ойнойт. Мисалы, Юпитердин тартылуу күчү астероиддердин жана кометалардын орбиталарына таасир этиши мүмкүн. Юпитер "калкан" катары кызмат кылып, ички планеталар менен кагылышкан асман объектилеринин санын азайтат деп эсептелет, бирок ошол эле учурда Юпитер кичинекей объектилердин орбиталарын бузуп, алардын айрымдарын жер планеталарына жөнөтө алат деп да айтылат. Алардын ролу кандай болбосун, газ гигант планеталары Күн системасынын архитектурасын ал пайда болгондон бери калыптандырганы айдан ачык.
Мындан тышкары, газ гигант планеталарын изилдөө окумуштууларга алардын атмосферасын жана экстремалдык аба ырайынын механизмдерин, жогорку басымдагы заттын физикасын жана жалпысынан планеталардын пайда болушун түшүнүүгө жардам берет. Астрономдор биздин Күн системасынан тышкары көптөгөн гигант экзопланеталарды, анын ичинде жылдыздарына абдан жакын орбитада жүргөн "ысык юпитерлерди" ачышкандыктан, Юпитер жана Сатурн менен салыштыруу планета системаларынын ар түрдүүлүгүн түшүнүү үчүн ачкыч болуп калат.
Корутунду
Газ гигант планеталары – бул калың атмосферасы, укмуштуудай аба ырайы, күчтүү магнит талаалары жана татаал спутник жана шакек системалары бар, суутек жана гелий басымдуулук кылган чоң дүйнөлөр. Алардын пайда болушу протопланетарлык дисктердеги татаал процесстерди камтыйт жана алардын ички түзүлүштөрү Жерде кайталоо кыйын болгон экстремалдык физиканы чагылдырат. Телескоптор жана космостук миссиялар аркылуу байкоолор аркылуу газ гигант планеталары Күн системасынын келип чыгышы жана галактикадагы планеталар кантип пайда болуп, кантип өнүккөндүгү жөнүндө маанилүү маалыматтарды берүүнү улантууда. Башкача айтканда, газ гигант планеталарын түшүнүү жөн гана Юпитерди же Сатурнду изилдөө эмес; ал ааламдын иштешине чоң терезе ачат.
