Aurinkokunnan planeetat NASAn tietokonekuvan kuvaamana. Radat ja koot eivät näy mittakaavassa.
(Kuva: © NASA)
Kaasujättiläinen on suuri planeetta, joka koostuu pääosin kaasuista, kuten vedystä ja heliumista, ja suhteellisen pienellä kivisella ytimellä. Aurinkokuntamme kaasujärjestöt ovat Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptune. Nämä neljä suurta planeettaa, jota kutsutaan myös jovian planeeteiksi Jupiterin jälkeen, sijaitsevat aurinkokunnan ulkopuolella Marsin kiertoratojen ja asteroidivyön ohi. Jupiter ja Saturnus ovat huomattavasti suurempia kuin Uranus ja Neptune, ja jokaisella planeettaparilla on hieman erilainen koostumus.
Vaikka aurinkokunnassamme on vain neljä suurta planeettaa, tähtitieteilijät ovat löytäneet tuhansia sen ulkopuolelta, etenkin käyttämällä NASA: n Kepler-avaruusteleskooppia. Näitä eksoplaneetteja (kuten niitä kutsutaan) tutkitaan saadakseen lisätietoja siitä, kuinka aurinkokuntamme tuli.
Perus tosiasiat
Jupiter on aurinkokunnan järjestelmämme suurin planeetta. Sen säde on lähes 11 kertaa maapallon kokoinen. NASA: n mukaan sillä on 50 tunnettua kuuta ja 17 odotetaan vahvistusta. Planeetta on pääosin tehty vedystä ja heliumista, joka ympäröi tiheää kivien ja jään ydintä, ja suurin osa sen massasta koostuu todennäköisesti nestemäisestä metallisesta vedystä, joka luo valtavan magneettikentän. Jupiter on näkyvissä paljain silmin, ja muinaiset tunsivat sen. Sen ilmakehä koostuu pääosin vedystä, heliumista, ammoniakista ja metaanista. [Liittyy: Planet Jupiter: Faktoja sen koosta, kuista ja punaisesta pisteestä]
Saturnus on noin yhdeksän kertaa maan säde ja jolle on tunnusomaista suuret renkaat; miten he muodostuivat, on tuntematon. NASA: n mukaan sillä on 53 tunnettua kuuta ja yhdeksän lisää odottaa vahvistusta. Kuten Jupiter, se koostuu pääosin vedystä ja heliumista, jotka ympäröivät tiheää ydintä ja jota muinaiset kulttuurit seurasivat. Sen ilmapiiri on samanlainen kuin Jupiterin. [Liittyy: Planet Saturnus: Tietoja Saturnuksen renkaista, kuista ja koosta]
Uranus on säde noin neljä kertaa maapallon säde. Se on ainoa planeetta, joka on kallistettu sivulleen, ja se pyörii myös taaksepäin suhteessa jokaiseen planeettaan paitsi Venukseen, mikä tarkoittaa, että valtava törmäys hajotti sen jo kauan sitten. Maapallolla on 27 kuukautta, ja sen ilmapiiri koostuu vedystä, heliumista ja metaanista, NASA: n mukaan. William Herschel löysi sen vuonna 1781. [Liittyy: Uranuksen planeetta: Tietoja nimestä, kuista ja kiertoradalta]
Neptunus on myös säde noin neljä kertaa maapallon säde. Uranuksen tavoin sen ilmapiiri koostuu pääosin vedystä, heliumista ja metaanista. NASA: n mukaan siinä on 13 vahvistettua kuuta ja yksi uusi odottaa vahvistusta. Useat ihmiset löysivät sen vuonna 1846. [Liittyy: Planet Neptune: Tietoja sen kiertoradasta, kuista ja renkaista]
Super-maat: Tutkijat ovat löytäneet lukuisia "super-maita" (Maan ja Neptunuksen väliset planeetat) muista aurinkojärjestelmistä. Omassa aurinkokunnassamme ei ole tunnettuja supermaapalloja, vaikka jotkut tutkijat arvelevatkin, että aurinkokunnan ulkopuolisilla alueilla voi olla "planeetan yhdeksän". Tutkijat tutkivat tätä planeettakategoriaa saadakseen selville, ovatko supermaapallot enemmän kuin pieniä jättiläinen planeettoja vai suuria maanpäällisiä planeettoja.
Muodostus ja yhtäläisyydet
Tähtitieteilijöiden mielestä jättiläiset muodostuivat ensin kallioisina ja jäisinä planeetoina, jotka ovat samanlaisia kuin maanpäälliset planeetat. Ytimien koko kuitenkin salli näiden planeettojen (erityisesti Jupiterin ja Saturnuksen) tarttua vedyn ja heliumin kaasupilvään, josta aurinko tiivistyi, ennen kuin aurinko muodostui ja puhalsi suurimman osan kaasusta.
Koska Uranus ja Neptune ovat pienempiä ja niiden kiertoradat ovat suurempia, heidän oli vaikeampaa kerätä vetyä ja heliumia yhtä tehokkaasti kuin Jupiterilla ja Saturnuksella. Tämä selittää todennäköisesti miksi ne ovat pienempiä kuin nämä kaksi planeettaa. Prosentuaalisesti niiden ilmakehät ovat "saastuneempia" raskaammilla elementeillä, kuten metaanilla ja ammoniakilla, koska ne ovat niin paljon pienempiä.
Tutkijat ovat löytäneet tuhansia eksoplaneetteja. Monet näistä sattuvat olemaan "kuumia Jupitereita" tai massiivisia kaasujätteitä, jotka ovat erittäin lähellä vanhempaa tähteä. (Kiviset maailmat ovat runsaampia maailmankaikkeudessa Keplerin arvioiden mukaan.) Tutkijat spekuloivat, että suuret planeetat ovat saattaneet liikkua kiertoradallaan edestakaisin ennen asettumistaan nykyiseen kokoonpanoonsa. Mutta kuinka paljon he muuttivat, on edelleen keskustelun aihe.
Jättiläisten planeettojen ympärillä on kymmeniä kuita. Monet muodostuivat samaan aikaan vanhempien planeettojensa kanssa, mikä tarkoitetaan, jos planeetat pyörivät samaan suuntaan kuin päiväntasaajan lähellä sijaitsevat planeetat (kuten valtavat Jovian kuistot Io, Europa, Ganymede ja Callisto). Mutta on olemassa poikkeuksia.
Yksi Neptunuksen kuu, Triton, kiertää planeettaa vastapäätä Neptunuksen pyörimissuuntaa - mikä viittaa siihen, että Triton oli vallannut ehkä Neptunuksen kerran suuremman ilmakehän, kun se ohitti. Ja aurinkojärjestelmässä on monia pieniä kuut, jotka pyörivät kaukana planeettojensa päiväntasaajasta, mikä viittaa siihen, että heidät myös pilasi valtava gravitaatioveto.
Nykyinen tutkimus
Jupiter: NASA: n Juno-avaruusalus saapui planeetalle vuonna 2016 ja on jo tehnyt useita löytöjä. Se tutki planeetan renkaita, joita on vaikea saavuttaa, koska ne ovat paljon hienompia kuin Saturnuksen renkaat. Juno huomasi, että Jupiterin auroraan vaikuttavat hiukkaset ovat erilaisia kuin maan päällä. Se paljasti myös käsityksiä ilmakehästä, kuten lumen löytäminen korkeasta pilvistä. Sillä välin Hubble-avaruusteleskooppia käyttävät tutkijat ovat tehneet yksityiskohtaisia tutkimuksia Jupiterin suuresta punaisesta pisteestä, tarkkaillessa sen kutistuvan ja kiristyvän väriltään.
Saturnus: Cassini-avaruusalus kietoi yli tusinan vuoden havainnoista Saturnussa vuonna 2017. Mutta Cassinin suorittama tiede on edelleen hyvin käynnissä, koska tutkijat analysoivat Saturnuksen monien vuosien työtä. Jälkimmäisinä kuukausina operaatio tutki Saturnuksen painovoimaa ja magneettikenttiä, katsoi renkaita eri näkökulmasta kuin ennen ja syöksyi ilmakehään tarkoituksella (liike, joka paljastaa enemmän ilmakehän rakenteesta).
Uranus: Uraanin myrskyt ovat yleinen kohde sekä ammattilaisille kaukoputkille että amatööri-tähtitieteilijöille, jotka seuraavat niiden kehitystä ja muutosta ajan myötä. Tutkijat ovat kiinnostuneita myös oppimaan sen renkaiden rakenteesta ja siitä, mistä sen ilmapiiri on tehty. Uraanilla voi myös olla useita troijalaisia asteroideja (asteroideja samassa kiertoradalla kuin planeetta); ensimmäinen löydettiin vuonna 2013.
Neptunus: Myrskyt Neptunuksella ovat myös suosittu havainnoiva kohde, ja vuonna 2018 nämä havainnot kantoivat jälleen hedelmää; Hubble-avaruusteleskoopin työ osoitti, että pitkäaikainen myrsky kutistuu nyt. Tutkijoiden mukaan myrsky leviää eri tavalla kuin mitä heidän mallinsa odottivat, mikä osoittaa, että ymmärryksemme Neptunuksen ilmakehästä vaatii edelleen parantamista.
eksoplaneettojen: Monet maan kaukoputket etsivät eksoplaneetteja. On olemassa myös useita aktiivisia avaruusoperaatioita, jotka suorittavat eksoplaneettatutkimusta, kuten Kepler, Hubble-avaruusteleskooppi ja Spitzer-avaruusteleskooppi. Suunnittelua on myös uusien operaatioiden suorittaminen: NASA: n Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS) -tekniikka vuonna 2018, NASA James Webb -avarusteleskooppi vuonna 2020, Euroopan avaruusjärjestön PLA-verkkojen tähtien siirtäminen ja oskillaatiot (PLATO) vuonna 2026 ja ESA: n ilmakehän kauko- tunnistaa infrapuna-Exoplanetin suuren tutkimuksen tehtävä (Ariel) vuonna 2028.
Lisäresurssit
- Rochester Institute of Technology: kaasu jättiläiset
- NASA: Jos Jupiter ja Saturn ovat kaasu jättiläisiä, voisitko lentää suoraan heidän läpi?
- Arizonan yliopisto Tähtitieteen laitos: Gas Giant = Jovian Planets
