Плане́та (лат. planētae від грец. πλανήτης — той, що блукає) — кулясте не самосвітне тіло, яке обертається навколо Сонця чи іншої зорі. Орбіта цього обертання дуже близька до еліпса. За найсучаснішим означенням, плане́тою сонячної системи вважають астрономічний об'єкт, котрий обертається навколо Сонця, має достатню масу для того, щоби під дією власної гравітації набути кулястої форми та має «вичищену околицю», тобто, переважає на своїй орбіті. Ті астрономічні об'єкти, що відповідають двом першим умовам, але не відповідають третій, називають карликовими планетами.
Планети, котрі перебувають поза межами Сонячної системи, називають екзопланетами. Планети обертаються навколо зірок і видимі завдяки їх освітленню випромінюванням зірок. Крім Сонячної системи, планети також були відкриті поза нашою системою у 1992 році поблизу пульсару PSR В1257+12.
Історія
Ще в давнину люди помітили, що деякі об'єкти на небі змінюють своє розташування відносно інших, непорушних зір. Саме за це «блукання» планети отримали свою назву (грец. πλανήτης — той, що блукає). Греки й римляни називали планети іменами богів: Гермес — Меркурій, Арес — Марс, Зевс — Юпітер, Кронос — Сатурн і Афродіта — Венера. До планет зараховували також Місяць і Сонце[джерело?].
Дослідники античності вважали, що всі планети обертаються навколо Землі. Попри це, Птолемею вдалося побудувати теорію руху планет, яка давала змогу доволі точно передбачати майбутнє (і минуле) їх розташування серед зір. Вона використовувалася протягом більш ніж тисячі років.
У XVI столітті Миколай Коперник у своїй праці «Про обертання небесних сфер» запропонував побудову, в якій лише Місяць обертається навколо Землі, а всі інші планети (і, зокрема, Земля) обертаються навколо Сонця. В анонімній передмові до книги Коперника викладені теорії оголошено суто математичними гіпотезами, призначеними лише для спрощення розрахунків. Однак інші дослідники дійшли висновку, що така картина набагато краще пояснює спостережувані явища і геліоцентрична система світу стала загальновизнаною.
Уже в Новий час було відкрито ще три планети.
- 1781 р. — Уран (Вільям Гершель)
- 1846 р. — Нептун (Джон Адамс, Урбен Левер'є, Йоганн Ґалле)
- 1930 р. — Плутон (Персіваль Лоуелл, Клайд Томбо)
За звичаєм, відкриті у XVIII—XX ст. планети також отримали міфологічні назви: Уран, Нептун, Плутон. Таким чином кількість планет сягнула дев'яти.
1995 року відкрито першу позасонячну планету зірки, що перебуває за 50 світлових років від Землі. Станом на 20 січня 2015 року (згідно з Енциклопедією позасонячних планет) достеменно встановлене існування 1900 екзопланет у 1202 планетних системах, у 480 з яких більше однієї планети.
У серпні 2006 року статус Плутона було змінено на карликову планету.
Планети Сонячної системи
Сьогодні у Сонячній системі відомо 8 планет: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. У 2006 р. 26-та Генеральна асамблея Міжнародного астрономічного союзу скасувала статус планети для Плутона.
Планети земної групи — Меркурій, Венера, Земля, Марс — близькі за розмірами і будовою, середня густина їх речовини становить 5,52—3,97 г/см3. До цієї групи примикають деякі великі супутники планет, які схожі за своїми властивостями до планет земної групи. Це супутники Юпітера Ганімед, Іо, Європа, Каллісто і супутник Сатурна Титан.
Утворилися планети з газопилової хмари навколо Сонця. Подібні пилові хмари (диски) можна сьогодні спостерігати біля деяких зірок нашої галактики. З погляду гірничої справи як сировинне джерело майбутнього, найбільшу цікавість становлять астероїди і найбільш досяжні із Землі планети — Місяць та Марс.
Усі показники нижче вказані відносно їх значень для Землі:
| Планета | Екваторіальний діаметр (земних діаметрів) | Маса (земних мас) | Орбітальний радіус (а. о.) | Орбітальний період (років) | Доби (земних діб) | Супутники | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Меркурій | 0,382 | 0,06 | 0,38 | 0,241 | 58,6 | відсутні | |
| Венера | 0,949 | 0,82 | 0,72 | 0,615 | −243** | відсутні | |
| Земля* | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1 | |
| Марс | 0,53 | 0,11 | 1,52 | 1,88 | 1,03 | 2 | |
| Юпітер | 11,2 | 318 | 5,20 | 11,86 | 0,414 | 69 | |
| Сатурн | 9,41 | 95 | 9,54 | 29,46 | 0,426 | 62 | |
| Уран | 3,98 | 14,6 | 19,22 | 84,01 | −0,718** | 27 | |
| Нептун | 3,81 | 17,2 | 30,06 | 164,79 | 0,671 | 13 |
- У 2006 р. 26 Генеральна асамблея Міжнародного астрономічного союзу скасувала статус планети для Плутона.
Будова
Планети Сонячної системи поділяють на дві групи — планети земної групи та планети-гіганти. Планетам земної групи притаманна більша середня густина. Можна припустити, що Меркурій, густина якого більша порівняно з іншими планетами, має щільне залізне ядро, у якому міститься близько 60 % маси планети; Венера, за масою та густиною подібна до Землі, має у своєму центрі ядро, багатше на залізо, ніж земне, а густина силікатів у її оболонці дещо більша, ніж в оболонці Землі; Земля має складну структурну оболонку (мантію), що сягає глибини 2900 км, а нижче розташовано ядро, очевидно металеве (залізне), на межі з мантією — рідке, а в центрі — тверде; у Марса, який має порівняно малу густину, якщо і є залізне ядро, то воно невелике (не більше ніж 30 % радіуса), а густина силікатних порід його оболонки дещо більша, ніж у Землі.
У планет-гігантів дуже низька середня густина, їх атмосфери складаються переважно з водню та гелію. Їх речовина, подібна до сонячної. Існує гіпотеза, що Юпітер має рідке металеве ядро, оскільки його магнітне поле значно потужніше, ніж у Землі. Подібну з Юпітером структуру має Сатурн. Щільніші Уран і Нептун, вочевидь, мають ядро із суміші води, аміаку й метану в рідкій або твердій фазі, оточене масивною воднево-гелієвою атмосферою, на яку припадає, однак, лише близько 10 % маси.
Планети-гіганти
У планет-гігантів Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна середня густина становить 1,4 г/см3, тобто близька до сонячної. Юпітер і Сатурн, як і Сонце, складаються переважно з водню й гелію. У Сатурна, Юпітера, Урана й Нептуна є система кілець, утворених кам'янистими й крижаними брилами. Найбільші вони у Сатурна — їх ширина сягає 137 000 км.
Планети земної групи
Меркурій
Перша планета Сонячної системи. Має найекстремальніші температурні показники серед планет земної групи: температура вдень сягає +427 °C, вночі — до −183 °C. Порівняно велика середня густина — 5,44 г/см3, очевидно, зумовлена відносно великим ядром, багатим на залізо, яке становить 42 % від об'єму планети (ядро Землі — 16 %, Марса — 9 %).
Венера
Друга планета Сонячної системи. Серед планет земної групи має найгустішу атмосферу, що складається переважно з вуглекислого газу. Товстий 15-кілометровий шар хмар, що містить концентровану сірчану кислоти сприяє так званому «парниковому ефекту». Температура поверхні — близько 464 °C, тиск — близько 93 атм. На поверхні є рівнини, гори, кратери, розломи, камені. Близько 85 % поверхні Венери — рівнини і вулканічні низини з борознами, (каньйонами, які утворено потоками лави). Найбільша в Сонячній системі борозна — Балтійська долина — має довжину 6800 км. Венеріанські породи за складом близькі до земних. Середня товщина венеріанської кори — 20 — 40 км, масивне залізне ядро займає близько 12 % від об'єму планети, межа між ядром і мантією перебуває на глибині близько половини діаметра планети. Там відсутня тектоніка плит і дрейф континентів, що властиві Землі. Натомість характерним є так званий мантійний плюмаж — підняття гарячої мантійної речовини, що обумовлює виникнення круглих або еліптичних утворень діаметром сотні кілометрів — корон, всередині яких багато вулканів і лавових потоків.
Земля
Третя планета Сонячної системи. Обертається навколо зірки еліптичною орбітою (дуже близької до кругової) із середньою швидкістю 29,765 км/с на середній відстані 149,6 млн км з періодом 365,24 доби. Земля має супутник — Місяць, що обертається навколо Землі на середній відстані 384 400 км. Нахил земної осі до площини екліптики становить 66°33'22``. Період обертання планети навколо своєї осі — 23 год 56 хв 4,1 сек. Обертання навколо своєї осі спричиняє зміну дня і ночі, а нахил осі разом із обертанням навколо Сонця — зміну пір року.
Форма Землі — геоїд, приблизно — еліпсоїд. Середній радіус Землі становить 6371,032 км, екваторіальний — 6378,16 км, полярний — 6356,777 км. Площа поверхні земної кулі 510 млн км², об'єм — 1,083·1012 км2, середня густина 5518 кг/м3. Маса Землі становить 5,976·1024 кг. Земля має магнітне і тісно зв'язане з ним електричне поля. Гравітаційне поле Землі зумовлює її сферичну форму й існування атмосфери.
Марс
Четверта планета Сонячної системи. За даними марсоходів Spirit i Opportunity, температура на планеті вдень сягає +20 °C, а вночі опускається до −125 °C. Склад атмосфери: СО2 (95 %), N2 (~2,5 %), Ar (1,5—2,0 %), Н2О (до 0,1 %), СО (0,06 %). Частими є пилові бурі зі швидкістю вітру до 100 м/с. Марсіанські породи мають схожість із земними. На поверхні є вулканічні гори, підняття, пустелі з кратерами. Перепади висот — 30 км (на Землі — 20 км). Є полярні шапки: їхній верхній шар складається із замерзлого вуглекислого газу, нижній — із водяного льоду). Імовірний радіус ядра планети — 1300—2000 км. Товщина літосфери, яка не поділяється на окремі плити, становить близько 200 км. Породи поверхні мають вік 3,8 млрд років.
Супутники планет
Ганімед
Ганімед має діаметр 5268 км і більший за Меркурій — це найбільший супутник у Сонячній системі. Вважають, що його поверхню вкрито льодом і кам'янистими породами. Іо має понад 80 активних вулканів. Це єдиний аналог Землі за вулканічною активністю. Європа, найбільш імовірно, вкрита океанами води, — це також аналог Землі, але вже за наявністю великої кількості води у рідкому стані. Каллісто теж, імовірно, має на поверхні воду (лід) і кам'янисті породи. Титан має діаметр 5150 км і теж більший за Меркурій. Його щільна атмосфера складається переважно з азоту і невеликої кількості інших газів (метану та ін.). Вважається, що сучасні умови на Титані подібні тим, які існували на Землі до виникнення на ній життя.
Характеристики планет
Попри те, що кожна планета є неповторною за своїми фізичними характеристиками, серед них можна спостерігати чимало спільного, починаючи з наявності природних супутників, кілець та інших спільних ознак. Ці особливості розпізнають за притаманними їм ознаками — динамічними та фізичними властивостями для кожної з планет.
Динамічні характеристики
Динамічні характеристики планет пов'язані з усіма динамічними ознаками планети, як тіла в просторі, тобто, особливості руху небесного тіла (планети) у просторі. До них належать характеристики орбіти, нахил осі обертання, обертання та інші динамічні ознаки планет.
Орбіта планети
Відповідно до визначення, планета є тілом, що обертається навколо зірки. Таким чином відкидається можливість існування окремих планет, які можна було б назвати «планетами-одинаками». Траєкторія руху в гравітаційному полі іншого тіла (наприклад, зорі) має назву орбіти. Вона може мати форму кола, еліпса, параболи або гіперболи. У Сонячній системі всі планети обертаються власними орбітами в одному напрямку, у тому ж, у якому обертається навколо своєї осі й Сонце. Але принаймні одна з нещодавно відкритих екзопланет, WASP-17b, обертається в протилежний бік щодо обертання своєї зорі.
Період, протягом якого планета робить оберт навколо зірки, називається сидеричним періодом обертання або планетарним роком. Тривалість року дуже залежить від відстані планети до зірки, адже якщо планета перебуває далеко від зірки, то вона рухатиметься повільніше (оскільки на неї слабше впливатиме гравітації зірки), і, крім того, вона має здолати довший шлях.
Оскільки орбіта жодної з відомих планет не є точним колом, відстань між Сонцем і планетою на її орбіті змінюється. Точка орбіти, в якій планета найближче підходить до Сонця, має назву перигелій, тоді як найвіддаленіша точка орбіти називається афелій. Оскільки в перигелії планета перебуває найближче до світила, наслідком є збільшення швидкості руху планети, подібно до того, як високо кинутий камінь прискорюється, наближаючись до землі, а коли планета перебуває в афелії, її швидкість зменшується, подібно до того як той же кинутий вгору камінь сповільнюється у верхній точці свого польоту.
Орбіта будь-якої з планет визначається кількома елементами:
Нахил осі
Планети мають різні кути осьового нахилу, тобто, вони лежать під певним кутом до площини екватора материнської зірки. Саме тому, кількість світла одержуваного тією чи іншою півкулею змінюється протягом року; оскільки північна півкуля планети більше освітлюється, аніж ніж південна півкуля, або ж навпаки. Як наслідок, на більшості планеті відбувається зміна сезонів, тобто, зміна клімату протягом року. Час, коли одна з півкуль найбільше обернена до Сонця, називається сонцестоянням. Протягом одного обертання орбітою (одного витка планети по своїй орбіті) трапляється два сонцестояння; коли кожна з півкуль перебуває в літньому сонцестоянні і день там найдовший, тоді як інша півкуля перебуває в зимовому сонцестоянні, з його надзвичайно коротким днем. Внаслідок такого розташування, півкулі отримують різну кількість світла і тепла, що слугує причиною щорічних змін погодних умов на планеті.
Осьовий нахил Юпітера надзвичайно малий, і сезонні зміни там найменші, тоді, як Уран, навпаки, має настільки великий осьовий нахил, що обертається навколо Сонця майже «на боці», і під час сонцестоянь одна з його півкуль або постійно перебуває під Сонячним світлом, або постійно знаходиться в темряві. Що стосується екзопланет, то їх осьові нахили невідомі напевно, проте більшість «гарячих Юпітерів», теоретично, мають дуже малий нахил осі, що є наслідком близькості до самої зірки.
Обертання планети
Крім того, що планети обертаються власними орбітами навколо зірки, вони ще й крутяться навколо своєї осі. Період обертання планети навколо осі отримав визначення — доба. Більшість планет Сонячної системи крутяться навколо власної осі в тому ж напрямку в якому вони обертаються навколо своєї зірки — Сонця, тобто, проти годинникової стрілки, що відзначено відносно північного полюса Сонця. Тоді як дві планети — Венера і Уран обертаються за годинниковою стрілкою, хоча надзвичайний осьовий нахил Урану породжує суперечки, що ж вважати південним і північним полюсом самої планети, як наслідок — чи обертається він проти годинникової, а чи за годинниковою стрілкою, однак якої б думки не дотримувалися сперечальники, щодо обертання Урану, але визнають його ретроградний тип обертання щодо його орбіти. Також спостерігається суттєва різниця між довжиною доби на планетах: адже Венері потрібно 243 Земних доби для одного обертання навколо осі, тоді як газовим гігантам всього кілька годин. Період обертання для екзопланет не відомий, проте, близьке розташування до зірок «гарячих Юпітерів» означає що на одному боці планети панує вічна ніч, а на другому — вічний день (оскільки орбіта і обертання узгоджені).
Чиста орбіта
Один з критеріїв, що визначає небесне тіло як планету — це вільні від інших подібних об'єктів околиці її орбіти. Планета, яка накопичила достатню масу, своїм гравітаційним впливом має зібрати всі тіла поблизу власної орбіти і приєднати їх (чи перетворити на супутники), або навпаки — розігнати. Таким чином, вона перебуватиме на своїй орбіті в ізоляції, не поділяючи її з іншими об'єктами, які порівняні за розміром. Цей критерій статусу планети було ухвалено Міжнародним астрономічним союзом (МАС) у серпні 2006 року. Саме за цим критерієм Плутон було позбавлено статусу планети, а Ерида і Церера так і не набули його. Зазначені тіла належать до карликових планет.
Слід зазначити, що ухвалене визначення планети наразі стосується лише планет Сонячної системи. Потужними телескопами було виявлено деяку кількість зоряних систем, які перебувають на стадії протопланетарного диска мають ознаки «чистих орбіт» у протопланет.
Див. також
| Вікіцитати містять висловлювання на тему: Планета |
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Планета |
Література
- Словник античної міфології. — К.: Наукова думка, 1985. — 236 сторінок.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
- Albrecht Unsöld; Bodo Baschek, W.D. Brewer (translator) (2001). The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics. Berlin, New York: Springer. ISBN 3-540-67877-8.
- Scharringhausen. Curions About Astronomy: What is the difference between astronomy and astrophysics?. Retrieved on 2007-06-20.
- M. Hack. Alla scoperta del sistema solare, Milano, Mondadori Electa, 2003. 264
- John Martineau. Armonie e geometrie nel sistema solare, Diegaro di Cesena, Macro, 2003.
- Beatrice McLeod. Sistema solare, Santarcangelo di Romagna, RusconiLibri, 2004.
- (EN) Lucy-Ann McFadden; Paul Weissmanl; Torrence Johnson. Encyclopedia of the Solar System, 2a ed. Academic Press, 2006. pagine 412 ISBN 0-12-088589-1
- Herve Burillier. Osservare e fotografare il sistema solare, Il castello, Trezzano sul Naviglio, 2006.
- Marc T. Nobleman. Il sistema solare, Trezzano sul Naviglio, IdeeAli, 2007.
- F. Biafore. In viaggio nel sistema solare. Un percorso nello spazio e nel tempo alla luce delle ultime scoperte, Gruppo B, 2008. 146
- M. Rees. Universo. Dal big bang alla nascita dei pianeti. Dal sistema solare alle galassie più remote, Milano, Mondadori Electa, 2006. 512
- Jan Osterkamp: Transpluto will in den exklusiven Sonnensystem-Planetenklub. In: Die Zeit, vom 1. August 2005 (Online).
- Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 1. Vom Altertum bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts. In: Sterne und Weltraum. 45, 2006, 1, S. 34–44. ISSN 0039-1263
- Peter Janle: Das Bild des Planetensystems im Wandel der Zeit. Teil 2. Vom 19. Jahrhundert bis heute. In: Sterne und Weltraum. 45, 2006, 4, S. 22–33. ISSN 0039-1263
- Gibor Basri, Michael E. Brown: Planetesimals to Brown Dwarfs: What is a Planet? in: Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 34, p. 193–216 (05/2006)
- Thorsten Dambeck: Planeten, geformt aus Gas und Staub, in GEO kompakt Nr. 6, März 2006, Seite 28-34, ISSN 1614-6913
- Katharina Lodders, Bruce Fegley: The planetary scientist's companion. Oxford Univ. Press, New York, NY 1998, ISBN 0-19-511694-1
- W.T. Sullivan, J.A. Baross: Planets and life — the emerging science of astrobiology.Cambridge Univ. Press, Cambridge 2007, ISBN 978-0-521-53102-3
- Rudolf Dvorak: Extrasolar planets — formation, detection and dynamics. WILEY-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-40671-5
- Claudio Vita-Finzi: Planetary geology — an introduction.Terra, Harpenden 2005,ISBN 1-903544-20-3
- Günter D. Roth: Planeten beobachten. Spektrum, Akad. Verl., Berlin 2002, ISBN 3-8274-1337-0
Примітки
- Етимологічний словник української мови Інституту мовознавства ім. О. О. Потебні НАН України.
- Definition of a Planet in the Solar System: Resolutions 5 and 6 (PDF). IAU 2006 General Assembly. International Astronomical Union. 24 серпня 2006. Архів оригіналу за 22 червня 2013. Процитовано 6 грудня 2010.
- Енциклопедія позасонячних планет. Каталог(англ.)
- (англ.). Scott S. Sheppard, Carnegie Institution for Science. 2015-03. Архів оригіналу за 28 листопада 2016. Процитовано 17 липня 2017.
- D. R. Anderson et al.. WASP-17b: an ultra-low density planet in a probable retrograde orbit. Cornell University Library. Процитовано 13 серпня 2009.
- Young, Charles Augustus (1902). Manual of Astronomy: A Text Book. Ginn & company. с. 324–7.
- Афелій // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 43. — ISBN 966-613-263-X.
- Dvorak, R.; Kurths, J.; Freistetter, F. (2005). Chaos And Stability in Planetary Systems. New York: Springer. ISBN 3540282084.
- Moorhead, Althea V.; Adams, Fred C. (2008). Eccentricity evolution of giant planet orbits due to circumstellar disk torques. Icarus 193: 475. doi:10.1016/j.icarus.2007.07.009. arXiv:0708.0335.
- Planets – Kuiper Belt Objects. The Astrophysics Spectator. 15 грудня 2004. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 23 серпня 2008.
- Trujillo, Chadwick A.; Brown, Michael E. (2002). A Correlation between Inclination and Color in the Classical Kuiper Belt. Astrophysical Journal 566: L125. doi:10.1086/339437.
- Tatum, J. B. (2007). 17. Visual binary stars. Celestial Mechanics. Personal web page. Процитовано 2 лютого 2008.
- Harvey, Samantha (1 травня 2006). Weather, Weather, Everywhere?. NASA. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 23 серпня 2008.
- Winn, Joshua N.; Holman, Matthew J. (2005). Obliquity Tides on Hot Jupiters. The Astrophysical Journal 628: L159. doi:10.1086/432834.
- Goldstein, R. M.; Carpenter, R. L. (1963). Rotation of Venus: Period Estimated from Radar Measurements. Science 139: 910. PMID 17743054. doi:10.1126/science.139.3558.910.
- Belton, M. J. S.; Terrile R. J. (1984). Rotational properties of Uranus and Neptune. У Bergstralh, J. T. Uranus and Neptune. с. 327. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 2 лютого 2008.
- Borgia, Michael P. (2006). The Outer Worlds; Uranus, Neptune, Pluto, and Beyond. Springer New York. с. 195–206.
- Strobel, Nick. Planet tables. astronomynotes.com. Архів оригіналу за 4 липня 2012. Процитовано 1 лютого 2008.
- Zarka, Philippe; Treumann, Rudolf A.; Ryabov, Boris P.; Ryabov, Vladimir B. (2001). Magnetically-Driven Planetary Radio Emissions and Application to Extrasolar Planets. Astrophysics & Space Science 277: 293. doi:10.1023/A:1012221527425.
- Faber, Peter; Quillen, Alice C. (12 липня 2007). The Total Number of Giant Planets in Debris Disks with Central Clearings. Department of Physics and Astronomy, University of Rochester. Процитовано 23 серпня 2008.
Посилання
- Вебсайт «International Astronomical Union»
- Фатофурнал NASA
- «NASA Planet Quest» — Exoplanet Exploration
- Ілюстрований каталог щодо планет та Сонячної системи
- Критері визначення планет та їх класифікації за Стерном та Левінсоном
- Вебсайт «Planetary Science Research Discoveries»
- Коли утворювались планети[недоступне посилання з липня 2019]
- Щодо планет та їх визначень