Sisäisen ja ulkoisen aurinkokunnan planeettojen välillä on joitain jyrkkiä eroja. Planeetat, jotka sijaitsevat lähempänä aurinkoa, ovat maanpäällinen (eli kivisiä) luonteeltaan, mikä tarkoittaa, että ne koostuvat silikaattimineraaleista ja metalleista. Asteroidivyöhykkeen ulkopuolella planeetat koostuvat kuitenkin pääosin kaasuista ja ovat paljon suurempia kuin maanpäälliset.
Tästä syystä tähtitieteilijät käyttävät termiä 'kaasujättiläiset' viitattaessa aurinkokunnan ulomman planeetan planeetoihin. Mitä enemmän olemme oppineet tietämään näistä neljästä planeettasta, sitä enemmän olemme oppineet ymmärtämään, ettei kaksi kaasujättiläistä ole täysin samanlaista. Lisäksi meneillään olevat tutkimukset aurinkokuntamme ulkopuolella olevista planeetoista (alias ' Auringon ulkopuoliset planeetat ') on osoittanut, että on olemassa monenlaisia kaasujättiläisiä, jotka eivät ole aurinkoenergian esimerkkien mukaisia. Mikä sitten on 'kaasujättiläinen'?
Määritelmä ja luokitus:
Määritelmän mukaan kaasujättiläinen on planeetta, joka koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista. Nimen keksi alun perin vuonna 1952 James Blish, tieteiskirjailija, joka käytti termiä viittaamaan kaikkiin jättiläisplaneettoihin. Itse asiassa termi on harhaanjohtava nimitys, koska nämä elementit ovat suurelta osin nestemäisessä ja kiinteässä muodossa kaasujättiläisessä sisällä vallitsevien äärimmäisten paineolosuhteiden seurauksena.
Aurinkokunnan neljä kaasujättiläistä (oikealta vasemmalle): Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Kiitos: NASA/JPL
Lisäksi kaasujättiläisten ytimissä uskotaan olevan suuria metalli- ja silikaattipitoisuuksia. Termi on kuitenkin pysynyt yleisessä käytössä vuosikymmeniä ja viittaa kaikkiin planeetoihin – olivatpa ne luonteeltaan aurinkoisia tai sen ulkopuolisia – jotka koostuvat pääasiassa kaasuista. Se on myös sopusoinnussa planeetatieteilijöiden käytännön kanssa, jotka käyttävät lyhennettä - eli 'kiveä', 'kaasua' ja 'jäätä' - luokitellakseen planeetat yleisimmän elementin perusteella.
Tästä johtuu ero Jupiter ja Saturnus yhdellä ja, ja Uranus ja Neptunus toisaalta. Kahden viimeksi mainitun haihtuvien aineiden (kuten vesi, metaani ja ammoniakki) korkeiden pitoisuuksien vuoksi näitä kahta jättiläisplaneettaa kutsutaan usein 'jääjättiläiksi'. Mutta koska ne koostuvat pääasiassa vedystä ja heliumista, niitä pidetään edelleen kaasujättiläisinä Jupiterin ja Saturnuksen rinnalla.
Luokitus:
Nykyään kaasujättiläiset on jaettu viiteen luokkaan David Sudarkin (et al.) vuonna 2000 tekemässä tutkimuksessa ehdottaman luokitusjärjestelmän perusteella. Otsikko ' Auringon ulkopuolisten jättiläisplaneettojen albedo ja heijastusspektrit ', Sudarsky ja hänen kollegansa määrittelivät viisi erityyppistä kaasujättiläistä niiden ulkonäön ja albedon perusteella ja sen perusteella, miten heidän etäisyydet tähdestä vaikuttavat tähän.
Luokka I: Ammoniakkipilvet –tämä luokka koskee kaasujättiläisiä, joiden esiintymistä hallitsevat ammoniakkipilvet ja joita löytyy planeettajärjestelmän ulkoalueilta. Toisin sanoen, se koskee vain planeettoja, jotka ovat 'Frost Line' -rajan, aurinkosumun etäisyyden päässä prototähdestä, jossa haihtuvat yhdisteet - eli vesi, ammoniakki, metaani, hiilidioksidi, hiilimonoksidi - tiivistyvät kiinteiksi jäärakeiksi. .
Nämä leikkaukset havainnollistavat jättiläisplaneettojen sisämalleja. Jupiterissa on kivinen ydin, jonka päällä on syvä metallisen vetykerros. Kiitos: NASA/JPL
Luokka II: Vesipilvet –tämä koskee planeettoja, joiden keskilämpötila on tyypillisesti alle 250 K (-23 °C; -9 °F) ja jotka ovat siksi liian lämpimiä muodostaakseen ammoniakkipilviä. Sen sijaan näillä kaasujättiläisillä on pilviä, jotka muodostuvat tiivistyneestä vesihöyrystä. Koska vesi heijastaa paremmin kuin ammoniakki, luokan II kaasujättiläisillä on korkeammat albedot.
Luokka III: pilvetön –tämä luokka koskee kaasujättiläisiä, jotka ovat yleensä lämpimämpiä – 350 K (80 °C; 170 °F) – 800 K (530 °C; 980 °F) – eivätkä muodosta pilvipeitettä, koska niistä puuttuu tarvittavat kemikaalit. Näillä planeetoilla on albedot, koska ne eivät heijasta yhtä paljon valoa avaruuteen. Nämä kappaleet näyttäisivät myös kirkkailta sinisiltä maapalloilta, koska niiden ilmakehässä oleva metaani imee valoa (kuten Uranus ja Neptunus).
Luokka IV: Alkalimetallit –tämän luokan planeettojen lämpötilat ylittävät 900 K (627 °C; 1160 °F), jolloin hiilimonoksidista tulee hallitseva hiiltä kuljettava molekyyli niiden ilmakehässä (metaanin sijaan). Myös alkalimetallien runsaus lisääntyy huomattavasti ja niiden ilmakehään muodostuu silikaattien ja metallien pilvekansia. Luokkiin IV ja V kuuluvia planeettoja kutsutaan 'kuumiksi Jupitereiksi'.
Luokka V: Silikaattipilvet –tämä koskee kuumimpia kaasujättiläisiä, joiden lämpötila on yli 1400 K (1100 °C; 2100 °F), tai viileämpiä planeettoja, joiden painovoima on pienempi kuin Jupiterin. Näille kaasujättiläisille silikaatti ja rauta- pilvikansien uskotaan olevan korkealla ilmakehässä. Edellisessä tapauksessa tällaiset kaasujättiläiset hehkuvat punaisena lämpösäteilystä ja heijastuneesta valosta.
Taiteilijan käsitys 'kuuma Jupiter'-eksoplaneetta, kaasujättiläinen, joka kiertää hyvin lähellä tähteään. Kiitos: NASA/JPL-Caltech)
Eksoplaneetat:
Eksoplaneettojen tutkimus on myös paljastanut runsaasti muun tyyppisiä kaasujättiläisiä, jotka ovat massiivisempia kuin Auringon vastineet (alias Super-Jupiterit), sekä monia, jotka ovat kooltaan vertailukelpoisia. Muut löydöt ovat olleet vain murto-osa aurinkovastineidensa koosta, kun taas jotkin löydöt ovat olleet niin massiivisia, että niistä on vain tullut tähti. Koska niiden etäisyys Maasta, niiden spektriä ja albedoa ei kuitenkaan aina voida mitata tarkasti.
Sellaisenaan eksoplaneettojen metsästäjillä on tapana nimetä Auringon ulkopuolisia kaasujättiläisiä niiden näennäisen koon ja etäisyyden tähdistä perusteella. Edellisen tapauksessa niitä kutsutaan usein 'superjupitereiksi', Jupiterin kokoisiksi ja Neptunuksen kokoisiksi. Tähän mennessä tämän tyyppiset eksoplaneetat ovat vastuussa suurin osa löydöistä tehnyt Kepler ja muita tehtäviä, koska niiden suurempi koko ja suurempi etäisyys tähdistä tekevät niistä helpoimman havaita.
Eksoplaneettojen metsästäjät jakavat Auringon ulkopuoliset kaasujättiläiset kahteen luokkaan: 'kylmän kaasun jättiläiset' ja 'kuumat Jupiterit'. Tyypillisesti kylmät vetyä sisältävät kaasujättiläiset ovat Jupiteria massiivisempia, mutta alle 1,6 Jupiterin massaa, ja niiden tilavuus on vain hieman suurempi kuin Jupiter. Tätä suurempien massojen kohdalla painovoima saa planeetat kutistumaan.
Eksoplaneettojen tutkimukset ovat myös löytäneet planeettojen luokan, joka tunnetaan nimellä 'kaasukääpiöt', joka koskee vetyplaneettoja, jotka eivät ole yhtä suuria kuin aurinkokunnan kaasujättiläiset. Näiden tähtien on havaittu kiertävän lähellä vastaavia tähtiään, jolloin ne menettävät ilmakehän massaa nopeammin kuin suuremmilla etäisyyksillä kiertävät planeetat.
Kaasujättiläisille, joiden massa on 13-75-80 Jupiterin massaa, käytetään termiä 'ruskea kääpiö'. Tämä nimitys on varattu suurimmille planetaarisille/substellaarisille objekteille; toisin sanoen esineitä, jotka ovat uskomattoman suuria, mutta eivät aivan tarpeeksi massiivisia käydäkseen läpi ydinfuusion ytimeessään ja tullakseen tähdeksi. Tämän alueen alapuolella on ruskeita kääpiöitä, kun taas kaikki edellä mainitut tunnetaan vaaleimpana punaisena kääpiönä (M9 V).
Taiteilijan käsitys T-tyypin ruskeasta kääpiöstä. Luotto: Tyrogthekreeper/Wikimedia Commons
Kuten kaikki luonteeltaan tähtitieteellinen, kaasujättiläiset ovat monipuolisia, monimutkaisia ja äärimmäisen kiehtovia. Aurinkokuntamme kaasujättiläisten tutkimiseen tähtäävien tehtävien ja kaukaisten planeettojen yhä kehittyneempien tutkimusten välillä tietomme näistä salaperäisistä kohteista kasvaa jatkuvasti. Ja sen myötä myös ymmärryksemme tähtijärjestelmien muodostumisesta ja kehittymisestä.
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita kaasujättiläisistä täällä Universe Today -sivustolla. Tässä Planeetta Jupiter , Planeetta Saturnus , Planeetta Uranus , Planeetta Neptunus , Mitä ovat Jovian planeetat? , Mitkä ovat aurinkokunnan ulkoplaneetat? , Mitä kaasujättiläisen sisällä on? , ja Millä planeetoilla on renkaita?
Lisätietoja saat NASA:sta Aurinkokunnan tutkimus .
Astronomy Castilla on myös hienoja jaksoja aiheesta. Tässä Jakso 56: Jupiter jotta pääset alkuun!
Lähteet: