Планеты-гиганты

К планетам-гигантам относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. У них нет твёрдой поверхности, они намного больше и массивнее планет земной группы, и у каждой есть кольца и десятки спутников. Диаметр Юпитера — около 143 тыс. км на экваторе, то есть примерно в 11 раз больше земного (12,76 тыс. км). По объёму Юпитер превосходит Землю примерно в 1300 раз, а по массе — в 318 раз.

Четыре гиганта в цифрах

• Юпитер. Экваториальный диаметр около 143 тыс. км (11,2 земных), масса 318 земных, год около 12 лет, сутки 9,9 часа, наклон оси около 3°. МАС признал 115 спутников.
• Сатурн. Диаметр 120 500 км (9,4 земных), масса около 95 земных, год 29,4 года, сутки 10,7 часа, наклон оси 26,73°. На март 2025 года подтверждены 274 спутника.
• Уран. Диаметр 51 118 км (4,0 земных), масса около 14,5 земных, год 84 года, сутки около 17 часов, наклон оси 97,77°. Известно 29 спутников (NASA, 2026), включая найденный «Уэббом» в 2025 году S/2025 U1.
• Нептун. Диаметр 49 528 км (3,9 земных), масса около 17 земных, год 165 лет, сутки около 16 часов, наклон оси 28°. Известны 16 спутников.

Число известных спутников растёт с каждым годом. К середине 2001 года их знали 28 у Юпитера, 30 у Сатурна, 21 у Урана и 8 у Нептуна; новые открытия — почти всегда небольшие тела в несколько километров.

Газовые и ледяные гиганты

Юпитер и Сатурн называют газовыми гигантами: их основу составляют водород и гелий, как у Солнца. Уран и Нептун — ледяные гиганты. У них водорода и гелия мало, а основу составляют «льды» — горячая плотная смесь воды, аммиака и метана — и каменное ядро. Метан в атмосфере поглощает красный свет, поэтому Уран и Нептун выглядят голубыми («Уран»).

Из-за того что у гигантов нет твёрдой поверхности, всё, что видно на Юпитере и Сатурне, — это верхние слои атмосферы. В них есть примеси метана, аммиака, этана, ацетилена и соединений фосфора и серы, которые окрашивают облака в красно-коричневые и жёлтые тона. По химическому составу гиганты резко отличаются от планет земной группы, и это связано с тем, как образовалась планетная система («Образование планет»).

Недра

Под облаками водород сжимается под огромным давлением: на Юпитере и Сатурне газ переходит в жидкость, а глубже — в жидкий металлический водород, который проводит электрический ток. Данные аппарата «Юнона» показали, что ядро Юпитера не компактное, а размытое, частично растворённое в окружающем веществе (NASA: Juno). Температура вблизи центра Юпитера, по моделям, достигает десятков тысяч кельвинов.

Юпитер, Сатурн и Нептун излучают больше энергии, чем получают от Солнца: у них есть собственный источник тепла, например остывание после образования. Уран выделяет тепла гораздо меньше остальных, и это одна из его загадок.

Быстрое вращение

Гиганты вращаются очень быстро: Юпитер делает оборот меньше чем за 10 часов, Сатурн — за 10,7 часа. Экваториальные области вращаются быстрее полярных, и к тому же планеты заметно сплюснуты у полюсов. Разность экваториального и полярного радиусов у Земли равна 21 км, а у Юпитера — около 4600 км.

Смена времён года на гигантах зависит от наклона оси. На Юпитере (около 3°) их почти нет, а на Уране (97,77°) времена года самые резкие в Солнечной системе. В любом случае на таких расстояниях от Солнца везде холодно.

Погода

Юпитер полосат: светлые зоны чередуются с тёмными поясами, а между ними дуют струйные течения. По данным «Юноны», эти полосы уходят вглубь атмосферы примерно на 3000 км. Самый известный вихрь, Большое красное пятно, — антициклон, который в 2014 году был шире Земли примерно в 1,3 раза, хотя в XIX веке был больше чем втрое шире её: пятно сжимается. Нынешнее пятно надёжно прослеживается с 1831 года; пятно, которое Кассини видел в XVII веке, по-видимому, было другим вихрем, а его корни, по «Юноне», уходят на 300–500 км вглубь («Большое красное пятно»). Вокруг северного полюса Юпитера «Юнона» обнаружила центральный циклон и ещё восемь вокруг него.

На Нептуне дуют самые быстрые ветры среди планет — по данным NASA, больше 2000 км/ч (NASA: Neptune Facts).

Магнитные поля и радиация

У всех четырёх гигантов есть магнитные поля. Самое мощное — у Юпитера: оно многократно сильнее земного, а его полярность обратна земной. Поле улавливает заряженные частицы Солнца и создаёт радиационные пояса, которые у Юпитера намного интенсивнее земных. На гигантах наблюдаются полярные сияния и мощные грозы. У Урана поле необычное: ось его наклонена примерно на 59° к оси вращения и смещена от центра.

Кольца и спутники

Кольца есть у всех гигантов. Самые яркие и заметные — у Сатурна, они простираются на расстояние до 282 тыс. км от планеты. Кольца Юпитера слабые, их в 1979 году открыл «Вояджер-1». У Урана 13 известных колец, у Нептуна — не менее пяти основных и четыре яркие дуги.

Как изучали

К Юпитеру летали «Пионеры» (1973, 1974), «Вояджеры» (1979), «Галилео» (1995–2003) и «Юнона» (с 2016). Сатурн изучала «Кассини» (2004–2017). К Урану и Нептуну подлетал только «Вояджер-2»: к Урану — в 1986 году, к Нептуну — в 1989 году («Вояджеры»).

Читайте также

• Юпитер
• Ио — самое вулканическое тело Солнечной системы
• Большое красное пятно Юпитера
• Сатурн