Hiidplaneedid - referaat (3)

Sisukord

Sissejuhatus 2
Jupiter 2
Saturn 3
Uraan 4
Neptuun 5
Erinevused ja sarnasused 6
Kokkuvõte 7
Kasutatud kirjandus 8

Sissejuhatus

Päikesesüsteemis on 9 planeeti. Millised planeedid on hiidplaneedid ? Kuid kui kaugel nad asuvad? Kui suur on nende läbimõõt? Kui pikk on nende ööpäev ja aasta? Millest nad koosnevad? Mitu kuud neil on? Ja kui suur on nende keskmine pinnatemperatuur?

Jupiter

Jupiter on Päikesesüsteemi suurim planeet. Ta tiirleb Päikesest 778 miljoni kilomeeteri kaugusel. Jupiter on nii suur, et temasse mahuks enam kui tuhat Maa suurust planeeti.
Jupiter on üks neljast planeedist, mis koosneb peaaegu tervenisti gaasist. Tema gravitatsioonijõud tõmbab enda poole kõik, mis tema lähedusse satub. /1, lk 28/
Ööpäev kestab tal napilt alla kümne tunni, tema aasta pikkuseks on umbes 11,9 Maa aastat ehk 10 000 Jupiteri ööpäeva. Jupiteri läbimõõt on umbes 143 000 km.
Keemilise koostise poolest sarnaneb ta rohkem tähtedega – tema atmosfääris ja arvatavasti ka sisemus koosneb peamiselt vesinikust heeliumist. Jupiterist oleks võinud saada täht, kuid selleks oleks ta pidanud olema veel 7-8 korda massiivsem.
Planeedil on ka vägev raadiokiirguse allikas, ning selle põhjuseks on Jupiteri väga tugev magnetväli ja teda ümbritsev kiirgusvöönd.
Enamik uurijaid arvab, et Jupiter on vaid hiiglaslik , keskelt tahkeks kokku surutud gaasimull, ning Maa-taolistele planeetidele iseloomulikku gaasilise ja tahke aine vahelist pinda tal ei olegi. Kui aga Jupiteril on pind siiski olemas, asub see planeedi pilvede ülemisest piirist vähemalt 1000 kilomeetrit allpool. Jupiteri keskmine pinnatemperatuur on –145oC.
Jupiteri tihedas õhkkonnas on leitud mitmesuguseid keemilisi ühendeid, nende hulgas ka keerulisi molekule. Põhilisteks on küll vesinik ja heelium , kuid viimast on oodatust poole vähem. Olulisemad lisandid planeedi atmosfääris on ammoniaak (NH3), metaan (CH4) ja etaan ( C2H6 ).
Kõige huvitavam objekt Jupiteri nähtaval pinnal on Suur Punane Laik. Esimesena märkas seda itaalia rahvusest Prantsuse astronoom Giovanni Cassini 1666. aastal. 1878. aastast tänaseni vaadeldakse seda pidevalt. Laigu pikem külg võrdub 50 000 kilomeetriga, lühema külje pikkus on 30 000 kilomeetrit. Punase värvi annab laigule fosfiin (PH3).
Jupiteri rõngad paiknevad planeedi ekvatoriaaltasandil umbes 55 000 km kaugusel pilvepiirist. Kuigi rõngaste laius on 6000 km ning paksus umbes üks kilomeeter, selgus, et need koosnevad väga tumedatest osakestest . /2, lk 245-247/
Jupiteril on avastatud 16 kuud. Nelja suuremat nimetatakse Galilei kuudeks (Ganymedes, Europa, Callisto , Io). Need kuu avastas itaalia õpetlane Galileo Galilei 1610 . aastal. /1, lk 28/

Saturn

Saturn on suuruselt teine planeet Päikesesüsteemis. Saturni nimetatakse ka rõngaga planeediks , kuna teda ümbritsevad tolmust ja kivikestest moodustunud, vaid talle iseloomulikud rõngad. Saturni kaugus Päikesest on 1,425 miljardit kilomeetrit ja tiiruks ümber Päikese kulub tal 29 Maa aastat. Tema läbimõõt on 120 600 km. Saturn pöörleb väga kiiresti – üheks pöördeks ümber oma telje kulub tal vaid 10 tundi. Kiire pöörlemine paisutab Saturni ekvaatorilt, venitab ta välja. Poolustelt, kus kesktõrjejõud puudub, surutakse ta seevastu kokku ja planeet muutub lapikuks. Keskmine pinnatemperatuur on –180oC.
Saturn on hiiglaslik gaasikera . Tema atmosfäär koosneb peamiselt vesinikust, kuid sisaldab hulganisti ka teist kerget gaasi – heeliumi. Seetõttu on Saturn oma suuruse kohta kerge, s.t väikese tihedusega, hõre. /1, lk 30/
Keemiline koostis: levinuim element on vesinik (mahu järgi 87-90%), ülejäänud (10-13%) heelium, lisanditest ammoniaak (NH3), metaan (CH4), etaan (C2H6), vesi, atsetüleen (C2H2) ja fosfiin (PH3). Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi. Pilvkate jaguneb vöönditeks. Vööndid kulgevad ekvaatoriga paralleelselt. /2, lk 250/
Esimeste teleskoopidega ei olnud võimalik Saturni rõngaid selgesti näha. Esimesena nägi neid Galileo Galilei 17. sajandi alguses. Algus paistis talle, et seal on reas kolm planeeti. Seejärel – et Saturnil on kaks suurt kuud. /1, lk 31/
Saturni rõngad koosnevad sadadest väikestest rõngastest. Kõikide rõngaste osakesed koosnevad jääst, mis on segatud metaani ja ammoniaagiga. Osakeste suurus kõigub mikromeetrist kilomeetrini.
Peale selle, et Saturni ümber tiirleb tohutu hulk rõngaid, on tal ka veel üks suur, kuus keskmist ja üksteist väikest kuud. /2, lk 252-253/
Saturni kuud: Phoebe , Iapetus, Hyperion, Titan, Rhea , Helena, Dione, Kalypso, Telesto, Tethys, Enceladus, Mimas, Janus , Epimetheus, Pandora , Prometheus , Atlas , Pan. /2, lk 202

Uraan

Seitsmenda planeedi kaugus Päikesest on 2,9 miljardit kilomeetrit. Tema läbimõõt on 51 000 km. Uraanil kulub ühe ringi tegemiseks ümber Päikese 84 Maa aastat. Uraani avastas hilisem Inglise kuninglik astronoom sir William Herschel 1781 . aastal.
Uraan pöörleb kiiresti – üks pööre 17 tunniga. Kuna Uraan on Maaga võrreldes hiiglane , on ka pöörlemiskiirus tema pilvede kõrgusel palju suurem Maa pilvkatte liikumiskiirusest. Uraani kiirus tiirlemisel ümber Päikese on 7 km/s.
Uraan tiirleb ümber Päikese “külili asendis” – tema pöörlemistelg justkui lamab orbiidi tasandis . Mõne astronoomi arvates läks telg paigast ära miljoneid aastaid tagasi, kui Uraan põrkas kokku mingi teise planeediga. /1, lk 32-33/
Tema läbimõõt ületab Maa oma neli korda, mass aga 14,5 korda. Keemilise koostise osas on Uraanilt leitud vesinikku, heeliumi, metaani ning vähesel määral atsetüleeni. Metaan neelab tugevasti kollast ja punast päikesekiirgust, seega peegelduvad tagasi vaid sinised ja rohelised kiired. Sellest tulenebki Uraani sinakasroheline värvus.
“ Voyager 2” möödus Uraanist 107 000 km kauguselt 24. jaanuaril 1986 aastal. Seal tehtud avastused näitasid, et pilvede omavahelised kiirused on suurusjärgus 100 m/s ja nad liiguvad planeedi pöörlemisega samas suunas. Raadiovaatlustega leiti sügavamal atmosfääris tihe pilvekiht, mis koosneb ilmselt metaani jääst. Kuna Uraan saab oma suure kauguse tõttu Päikesest ligi 400 korda vähem energiat kui Maa, siis on seal väga külm – atmosfääri ülakihis on temperatuur –200oC ümber. Temperatuur on enam-vähem ühesugune ekvaatorist pooluseni, mis viitab mingitele soojust ümberjaotavatele protsessidele atmosfääri sügavamates kihtides, sest Päikeselt saavad rohkem sooja poolused. Samuti kinnitasid “Voyager 2” poolt tehtud mõõtmised magnetvälja olemasolu.
10. märtsil 1977 leiti Uraani rõngad. Uraani rõngad on väga kitsad ja seega raskesti märgatavad. Kokku leiti viis rõngast. Rõngaste avastamisel olid kõige olulisemad vaatlused, mis tehti kaheteist ja poole kilomeetri kõrgusel India ookeani kohal lendavalt lennukilt. Hiljem avastatud kuus rõngast on tõstnud praegu teadaolevate rõngaste koguarvu üheteistkümneni, millest lähim asub 37 000 km, kaugeim 51 000 km kaugusel planeedi keskpunktist. /2, lk 255-256/
Uraani kuud: Miranda, Ariel, Umbriel , Titania, Oberon , Condelia, Ophelia , Biancia, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind , Belinda, Puck. /2, lk 202

Neptuun

Neptuuni kaugus Päikesest on 4,5 miljardit kilomeetrit. Nii kaugel kulub ühe tiiru tegemiseks ümber Päikese 165 Maa aastat. Tema läbimõõt on 50 000 km. /1, lk 34/
Ta on Maast neli korda suurema läbimõõduga, seitseteist korda massiivsem ja kuuskümmend korda mahukam. Neptuun tiirleb peaaegu ringikujulisel orbiidil. Tema päev kestab vaid 18 tundi. Leiti, et Neptuuni pilvekihis olevat 235 kraadi külma. Nagu teiste hiidplaneetide puhul, ei ole vähemalt praegu selge, kas ta pilvekihi all on tahket pinda. Enamus uurijaid on veendunud, et hiidplaneedid on lihtsalt gaasimullid. /2, lk 258/
Neptuunile annab sinaka varjundi tema atmosfääris sisalduv gaas metaan. Atmosfääri peamised koostisosad on vesinik, heelium ja vesi. Neptuuni paksude pilvedega kaetud tiheda atmosfääri all arvatakse olevat planeedi tuum – sulanud kivimid, vesi, vedel ammoniaak ja metaan. /1, lk 34/
25. augustil 1989 jõudis automaatjaam “Voyager 2” Neptuuni juurde. Sealse sinise atmosfäär taustal torkasid kõigepealt silma kaks tumedat laiku. Suurem neist, maakera läbimõõduga ala, sai kohe nimeks Suur Tume Laik. Jupiteri kuulsast Suurest Punasest Laigust on ta poole väiksem. Mõlemate puhul on tegemist hiiglaslike atmosfäärikeeristega, mis toovad esile sügavamatest kihtidest pärinevat teistsuguse keemilise koostisega ja teist värvi pilvi. Kõige detailsemad pildid lubavad eristada objekte, mis on umbes paarikümnekilomeetrise läbimõõduga.
Nagu ka kõikidel teistel hiidplaneetidel, on ka Neptuunil rõngad. Kaks kitsast Neptuuni rõngast paiknevad, üks 53 000 ja teine 63 000 kilomeetri kaugusel planeedi keskmest. /2, lk 259/
Neptuuni kuud: Triton, Nereid, Proteus , Larissa, Despina, Galatea, Thalassa, Naiad. /2, lk 202/

Erinevused ja sarnasused

Hiidplaneedid on kõik üpris sarnased. Nende keskmine tihedus on natukene suurem vee tihedusest. Sellest tulenebki, et planeedid koosnevad peamiselt gaasist. Nii atmosfäärid kui planeedid ise koosnevad peamiselt vesinikust. Ülejäänud gaasidest võib leida heeliumit ja vähesel määral ka metaani ja ammoniaaki. Suure kauguse tõttu Päikesest on hiidplaneetidel väga madal temperatuur. /3/
Kõik hiidplaneedid pöörlevad ümber telje üsna kiiresti, mistõttu nad on võrdlemisi lapikud. Kõiki hiidplaneete ümbritseb võimas ja ulatuslik atmosfäär.
Kuna hiidplaneedid asuvad Päikesest väga kaugel, on nende temperatuur eriti madal – Jupiteril –145oC, Saturnil –180oC, Uraanil ja Neptuunil veelgi madalam. Hiidplaneetide atmosfäär koosneb põhiliselt molekulaarsest vesinikust, sisaldab ka metaani CH4 ja arvatavasti palju heeliumi. Jupiteri ja Saturni atmosfääris avastati ka ammoniaaki NH3. /4, lk 70-71/

Kokkuvõte

Päikesesüsteemis on 4 hiidplaneeti. Nendeks on: Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun.
Jupiter
Saturn
Uraan
Neptuun
Kaugus Päikesest
778 miljonit kilomeetrit
1,425 miljardit kilomeetrit
2,9 miljardit kilomeetrit
4,5 miljardit kilomeetrit
Ööpäeva pikkus (tundi)
10
10
17
18
Aasta pikkus (Maa aastat)
11,9
29
84
165
Läbimõõt (km)
143 000
120 600
51 000
50 000
Kuude arv
16
18
15
8
Keskmine pinnatemperatuur
oC
-145
-180
-210
-235
Keemiline koostis
vesinik, heelium, ammoniaak, metaan, etaan
vesinik, heelium, ammoniaak, metaan, etaan, vesi, atsetüleen, fosfiin
vesinik, heelium, metaan, atsetüleen
vesinik, heelium, metaan, vesi

Kasutatud kirjandus

Lisa Miles ja Alastair Smith “ Astronoomia & kosmos ”, “Koolibri”, 1999.

Rein Veskimäe “Universum”, “Tallinna Raamatutrükikoda”, 1997.

http://raatuse.rtk.tartu.ee/arvuti/kavad/aare/page4.html

B. Vorontsov-Veljaminov “Astronoomia XII kl.”, 1987
8