Планета - Planet

Восемь известных планет[а] из Солнечная система: В планеты земной группы Меркурий, Венера, земной шар, и Марс В планеты-гиганты Юпитер и Сатурн (газовые гиганты ) Уран и Нептун (ледяные гиганты ) Показано в порядке от солнце И в истинный цвет. Размеры не в масштабе.

А планета является астрономическое тело вращающийся по орбите а звезда или же звездный остаток это достаточно массивно, чтобы быть округлый сам по себе сила тяжести, недостаточно массивен, чтобы вызвать термоядерный синтез, и - согласно Международный астрономический союз но не все планетологи - очистил соседний регион из планетезимали.^[b][1][2]

Период, термин планета древний, связанный с история, астрология, наука, мифология, и религия. Помимо самой Земли, пять планет в Солнечная система часто видны невооруженным глазом. Во многих ранних культурах они считались божественными или посланниками божества. По мере развития научных знаний человеческое восприятие планет изменилось, включив в себя ряд разрозненных объектов. В 2006 г. Международный астрономический союз (IAU) официально принял резолюцию определение планет в Солнечной системе. Это определение является спорным, поскольку она исключает многие объекты планетная масса в зависимости от того, где или по какой орбите они вращаются. Хотя восемь планетных тел, открытых до 1950 г., остаются «планетами» в соответствии с нынешним определением, некоторые небесные тела, такие как Церера, Паллада, Юнона и Веста (каждый объект в поясе солнечных астероидов), и Плутон (первый транснептуновый объект обнаружены), которые когда-то считались планеты научным сообществом, больше не рассматриваются как планеты в соответствии с текущим определением планета.

Планеты задумывались Птолемей на орбиту земной шар в деферент и эпицикл движения. Хотя идея, что планеты вращались вокруг Солнца высказывались много раз, и только в 17 веке эта точка зрения была подтверждена свидетельствами первых телескопический астрономические наблюдения в исполнении Галилео Галилей. Примерно в то же время путем тщательного анализа данных дотелескопических наблюдений, собранных Тихо Браге, Иоганн Кеплер обнаружил, что орбиты планет были эллиптический скорее, чем круговой. По мере улучшения инструментов наблюдения, астрономы увидел, что, как и Земля, каждая из планет вращается вокруг оси наклоненный в отношении его орбитальный полюс, и некоторые из них имеют такие функции, как ледяные шапки и сезоны. С самого начала Космическая эра, пристальное наблюдение космические зонды обнаружил, что Земля и другие планеты имеют общие характеристики, такие как вулканизм, ураганы, тектоника, и даже гидрология.

Планеты Солнечной системы делятся на два основных типа: большие с низкой плотностью планеты-гиганты, и более мелкие скалистые земляне. Согласно определению МАС, в Солнечной системе восемь планет.^[1] В порядке увеличения расстояния от солнце, они четыре землян, Меркурий, Венера, Земля и Марс, затем четыре планеты-гиганта, Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун. Шесть планет вращаются вокруг одной или нескольких естественные спутники.

Несколько тысяч планет вокруг других звезд ("внесолнечные планеты "или" экзопланеты ") были обнаружены в Млечный Путь. По состоянию на 1 ноября 2020 года из 3230 известных внесолнечных планет известно 4370 планет. планетные системы (из них 715 множественные планетные системы ) размером от чуть выше размера Луны к газовые гиганты примерно в два раза больше Юпитера были обнаружены, из которых более 100 планет одинаковые размер как Земля, девять из которых находятся в одном относительное расстояние от своей звезды, как Земля от Солнца, т.е. околозвездная обитаемая зона.^[3][4] 20 декабря 2011 г. Космический телескоп Кеплера команда сообщила об открытии первых внесолнечных планет размером с Землю, Кеплер-20э^[5] и Кеплер-20ф,^[6] на орбите Солнечная звезда, Кеплер-20.^[7][8][9] Исследование 2012 года, анализирующее гравитационное микролинзирование data, оценивает в среднем не менее 1,6 связанных планет для каждой звезды в Млечном Пути.^[10]Примерно каждый пятый подобный Солнцу^[c] считается, что звезды размером с Землю^[d] планета в своей обитаемой^[e] зона.^[11][12]

История

Печатное изображение геоцентрической космологической модели из Космография, Антверпен, 1539 г.

Идея планет развивалась на протяжении своей истории, от божественных огней древности до земных объектов эпохи науки. Концепция расширилась, включив миры не только в Солнечной системе, но и в сотнях других внесолнечных систем. Неопределенность, присущая определению планет, вызвала множество научных споров.

Пятерка классические планеты из Солнечная система, видимые невооруженным глазом, были известны с древних времен и оказали значительное влияние на мифология, религиозная космология, и древние астрономия. В древние времена астрономы отмечали, как определенные огни перемещались по небу, в отличие от "фиксированные звезды ", который сохранял постоянное относительное положение в небе.^[13] Древние греки называли эти огни πλάνητες ἀστέρες (Planētes asteres, "блуждающие звезды") или просто πλανῆται (Planētai, "странники"),^[14] от которого произошло сегодняшнее слово «планета».^[15][16][17] В древняя Греция, Китай, Вавилон, да и все досовременные цивилизации,^[18][19] почти повсеместно считалось, что Земля была центр Вселенной и что все «планеты» вращались вокруг Земли. Причины такого восприятия заключались в том, что звезды и планеты, казалось, вращаются вокруг Земли каждый день.^[20] и очевидно здравый смысл представления о том, что Земля тверда и стабильна и что она не движется, а находится в состоянии покоя.

Вавилон

Первой цивилизацией, которая, как известно, имела функциональную теорию планет, были Вавилоняне, который жил в Месопотамия в первом и втором тысячелетиях до нашей эры. Самый старый из сохранившихся планетарных астрономических текстов - вавилонский. Табличка Венеры Аммисадуки, копия списка наблюдений за движением планеты Венера, датируемая 7 веком до нашей эры, вероятно, еще во втором тысячелетии до нашей эры.^[21] В МУЛ.АПИН пара клинопись Таблички, датируемые 7 веком до н.э., на которых изображено движение Солнца, Луны и планет в течение года.^[22] В Вавилонские астрологи также заложил основы того, что в конечном итоге станет Западная астрология.^[23] В Энума ану энлиль, написанные во время Нео-ассирийский период в 7 веке до нашей эры,^[24] состоит из списка приметы и их отношения с различными небесными явлениями, включая движение планет.^[25][26] Венера, Меркурий, и внешние планеты Марс, Юпитер, и Сатурн все были идентифицированы Вавилонские астрономы. Они оставались единственными известными планетами до изобретения телескоп в раннее современное время.^[27]

Греко-римская астрономия

7 планетных сфер Птолемея

1 Луна

2 Меркурий

3 Венера

4 солнце

5 Марс

6 Юпитер

7 Сатурн

Древние греки изначально не придавали планетам такого большого значения, как вавилоняне. В Пифагорейцы, в 6-м и 5-м веках до нашей эры, похоже, разработали свою собственную независимую планетарную теорию, которая состояла из Земли, Солнца, Луны и планет, вращающихся вокруг «Центрального огня» в центре Вселенной. Пифагор или же Парменид считается первым, кто идентифицировал вечернюю звезду (Hesperos ) и утренняя звезда (Фосфор ) как одно и то же (Афродита, Греческий соответствует латинскому Венера ),^[28] хотя это было давно известно вавилонянам. В 3 веке до нашей эры Аристарх Самосский предложил гелиоцентрический система, согласно которой Земля и планеты вращались вокруг Солнца. Геоцентрическая система оставалась доминирующей до Научная революция.

К I веку до н.э. Эллинистический период, греки начали разрабатывать свои собственные математические схемы для предсказания положения планет. Эти схемы, которые были основаны на геометрии, а не на арифметике вавилонян, в конечном итоге затмили вавилонские теории по сложности и полноте и объясняли большинство астрономических движений, наблюдаемых с Земли невооруженным глазом. Эти теории найдут свое наиболее полное выражение в Альмагест написано Птолемей во 2 веке нашей эры. Доминирование модели Птолемея было настолько полным, что она вытеснила все предыдущие работы по астрономии и оставалась окончательным астрономическим текстом в западном мире на протяжении 13 веков.^[21][29] Грекам и римлянам было известно семь планет, каждая из которых считалась кружить вокруг Земли согласно сложным законам, изложенным Птолемеем. Это были в порядке возрастания от Земли (в порядке Птолемея и с использованием современных названий): Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн.^[17][29][30]

Цицерон, в его De Natura Deorum, перечислил планеты, известные в I веке до н.э., используя названия, которые использовались в то время:^[31]

"Но больше всего вызывает удивление движения пяти звезд, которые ложно называются блужданием; ложно, потому что ничто не блуждает, что на протяжении всей вечности сохраняет свое прямое и ретроградное направления, а также другие свои движения, постоянные и неизменные ... Ибо Например, звезда, которая находится дальше всего от Земли, известна как звезда Сатурна и называется греками Φαίνων (Phainon ), завершает свой курс примерно за тридцать лет, и хотя на этом пути он делает много чудесного, сначала опережая солнце, а затем падая в скорости, становясь невидимым в вечернее время и возвращаясь в поле зрения утром, он никогда на протяжении бесконечных веков времени не делает никаких изменений, а выполняет одни и те же движения в одно и то же время. Под ним и ближе к Земле движется планета Юпитер, которую по-гречески называют Φαέθων (Фаэтон ); он завершает тот же круг из двенадцати знаков за двенадцать лет и совершает в своем ходе те же изменения, что и планета Сатурн. Следующий круг под ним принадлежит υρόεις (Pyroeis ), которая называется планетой Марс, и проходит тот же оборот, что и две планеты над ней, за четыре и двадцать месяцев, почти все, кроме, я думаю, шести дней. Под ней находится планета Меркурий, которую греки называют Στίλβων (Стилбон ); он проходит круг зодиака примерно во время годичного обращения и никогда не удаляется от Солнца более чем на расстояние одного знака, двигаясь в один момент впереди него, а в другой - позади него. Самая низкая из пяти блуждающих звезд и ближайшая к Земле - это планета Венера, которая называется Φωσϕόρος (Фосфор ) на греческом, и Люцифер на латыни, когда оно предшествует солнцу, но Ἕσπερος (Hesperos ) когда он следует за ним; он завершает свой курс за год, пересекая зодиак как по широте, так и по долготе, как это делают и планеты над ним, и на какой бы стороне Солнца он ни находился, он никогда не удаляется от него на расстояние более двух знаков ".

Индия

В 499 году н.э. индийский астроном Арьябхата предложил планетарную модель, которая явно включала Вращение Земли вокруг своей оси, что он объясняет как причину очевидного движения звезд на запад. Он также считал, что орбиты планет эллиптический.^[32]Последователи Арьябхаты были особенно сильны в Южная Индия, где, среди прочего, были соблюдены его принципы суточного вращения Земли и на них был основан ряд второстепенных работ.^[33]

В 1500 г. Нилаканта Сомаяджи из Керальская школа астрономии и математики, в его Тантрасанграха, переработала модель Арьябхаты.^[34] В его Арьябхатиябхасья, комментарий к Арьябхате Арьябхатия, он разработал планетную модель, в которой Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли, подобно Тихоническая система позже предложенный Тихо Браге в конце 16 века. Большинство последовавших за ним астрономов школы Кералы приняли его модель планеты.^[34][35]

Средневековая мусульманская астрономия

В 11 веке транзит Венеры наблюдался Авиценна, который установил, что Венера было, по крайней мере, иногда, ниже Солнца.^[36] В 12 веке Ибн Баджах наблюдал «две планеты в виде черных пятен на лице Солнца», которое позже было идентифицировано как транзит Меркурия и Венеру Марага астроном Котб ад-Дин Ширази в 13 веке.^[37] Ибн Баджах не мог наблюдать прохождение Венеры, потому что ничего не происходило при его жизни.^[38]

Европейский ренессанс

Планеты эпохи Возрождения,
c. С 1543 по 1610 год и с. С 1680 по 1781 год

1 Меркурий

2 Венера

3 земной шар

4 Марс

5 Юпитер

6 Сатурн

С появлением Научная революция, использование термина "планета" изменилось с чего-то, что движется по небу (по отношению к звездное поле ); телу, вращавшемуся вокруг Земли (или считавшемуся в то время таковым); и к 18 веку к чему-то, что вращалось непосредственно вокруг Солнца, когда гелиоцентрическая модель из Коперник, Галилео и Кеплер получил власть.

Таким образом, Земля попала в список планет,^[39] тогда как Солнце и Луна были исключены. Сначала, когда в 17 веке были открыты первые спутники Юпитера и Сатурна, термины «планета» и «спутник» использовались как синонимы, хотя в следующем столетии последние постепенно стали более распространенными.^[40] До середины 19-го века количество «планет» быстро росло, потому что любой недавно обнаруженный объект, вращающийся непосредственно вокруг Солнца, был внесен научным сообществом в список планет.

19 век

Одиннадцать планет, 1807–1845 гг.

1 Меркурий

2 Венера

3 земной шар

4 Марс

5 Веста

6 Юнона

7 Церера

8 Паллада

9 Юпитер

10 Сатурн

11 Уран

В 19 веке астрономы начали понимать, что недавно обнаруженные тела, которые почти полвека считались планетами (например, Церера, Паллада, Юнона, и Веста ) сильно отличались от традиционных. Эти тела находились в одной и той же области пространства между Марсом и Юпитером ( пояс астероидов ), и имел гораздо меньшую массу; в результате они были реклассифицированы как "астероиды ". В отсутствие какого-либо формального определения" планета "стала пониматься как любое" большое "тело, вращающееся вокруг Солнца. Поскольку между астероидами и планетами существовала огромная разница в размерах, и казалось, что поток новых открытий чтобы прекратить свое существование после открытия Нептуна в 1846 году, не было очевидной необходимости в формальном определении.^[41]

20 век

Планеты 1854–1930, Солнечные планеты 2006 – настоящее время

1 Меркурий

2 Венера

3 земной шар

4 Марс

5 Юпитер

6 Сатурн

7 Уран

8 Нептун

В 20 веке Плутон был открыт. После первоначальных наблюдений, которые привели к убеждению, что он больше Земли,^[42] объект сразу был признан девятой планетой. Дальнейшее наблюдение показало, что тело было намного меньше: в 1936 г. Рэй Литтлтон предположил, что Плутон может быть сбежавшим спутником Нептун,^[43] и Фред Уиппл предположил в 1964 году, что Плутон может быть кометой.^[44] Поскольку он был все еще больше, чем все известные астероиды, а население карликовых планет и других транснептуновых объектов не было хорошо изучено,^[45] он сохранял свой статус до 2006 года.

(Солнечные) планеты 1930–2006 гг.

1 Меркурий

2 Венера

3 земной шар

4 Марс

5 Юпитер

6 Сатурн

7 Уран

8 Нептун

9 Плутон

В 1992 году астрономы Александр Вольщан и Дейл Хрупкий объявил об открытии планет вокруг пульсар, PSR B1257 + 12.^[46] Это открытие обычно считается первым окончательным обнаружением планетной системы вокруг другой звезды. Затем, 6 октября 1995 г., Мишель Майор и Дидье Келоз из Женевская обсерватория объявила о первом окончательном обнаружении экзопланеты, вращающейся вокруг обычного главная последовательность звезда (51 Пегас ).^[47]

Открытие внесолнечных планет привело к другой неоднозначности в определении планеты: точке, в которой планета становится звездой. Масса многих известных внесолнечных планет во много раз превышает массу Юпитера, что приближается к массе звездных объектов, известных как коричневые карлики. Коричневые карлики обычно считаются звездами из-за их способности сливаться дейтерий, более тяжелый изотоп водород. Хотя объекты более массивные, чем в 75 раз массивнее Юпитера, объединяют водород, объекты массой всего 13 Юпитера могут синтезировать дейтерий. Дейтерий встречается довольно редко, и большинство коричневых карликов перестали бы синтезировать дейтерий задолго до своего открытия, что сделало бы их практически неотличимыми от сверхмассивных планет.^[48]

21-го века

С открытием во второй половине 20-го века большего количества объектов в Солнечной системе и крупных объектов вокруг других звезд возникли споры о том, что должно составлять планету. Были особые разногласия по поводу того, следует ли считать объект планетой, если он был частью особой популяции, такой как пояс, или если он был достаточно большим, чтобы генерировать энергию термоядерный синтез из дейтерий.

Все большее число астрономов выступали за рассекречивание Плутона как планеты, поскольку многие похожие объекты, приближающиеся к его размеру, были обнаружены в том же регионе Солнечной системы ( Пояс Койпера ) в течение 1990-х - начала 2000-х годов. Плутон оказался всего лишь одним маленьким телом из тысяч населения.

Некоторые из них, например Quaoar, Седна, и Эрис, были объявлены в популярной прессе как десятая планета, не получившего широкого научного признания. Объявление об Эриде в 2005 году, объект, который тогда считался на 27% более массивным, чем Плутон, вызвал необходимость и общественное стремление к официальному определению планеты.

Признавая проблему, IAU приступил к созданию определение планеты, и произвел один в августе 2006 года. Число планет упало до восьми значительно более крупных тел, которые имели очистили свою орбиту (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), а также новый класс карликовые планеты был создан, изначально содержащий три объекта (Церера, Плутон и Эрис).^[49]

Внесолнечные планеты

Нет официального определения внесолнечные планеты. В 2003 г. Международный астрономический союз (МАС) Рабочая группа по внесолнечным планетам опубликовала заявление о позиции, но это заявление о позиции никогда не предлагалось в качестве официальной резолюции МАС, и члены МАС никогда не голосовали за него. Заявление о позициях включает следующие руководящие принципы, в основном сосредоточенные на границе между планетами и коричневыми карликами:^[2]

1. Объекты с истинные массы ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия (в настоящее время по расчетам она в 13 раз превышает массу Юпитера для объектов с таким же изотопное содержание как солнце^[50]), что орбитальные звезды или звездные остатки являются «планетами» (независимо от того, как они образовались). Минимальная масса и размер, необходимые для того, чтобы внесолнечный объект считался планетой, должны быть такими же, как и в Солнечной системе.
2. Субзвездные объекты с истинной массой выше предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия являются "коричневые карлики ", независимо от того, как они образовались и где находятся.
3. Свободно плавающие объекты у молодых звездные скопления с массами ниже предельной массы для термоядерного синтеза дейтерия не являются «планетами», а являются «суб-коричневыми карликами» (или как бы там ни было).

Это рабочее определение с тех пор широко используется астрономами при публикации открытий экзопланет в академические журналы.^[51] Хотя это временное определение, оно остается эффективным рабочим определением до тех пор, пока формально не будет принято более постоянное. Это не касается спора о нижнем пределе массы,^[52] и поэтому он избегал споров относительно объектов в Солнечной системе. Это определение также не комментирует планетарный статус объектов, вращающихся вокруг коричневых карликов, таких как 2М1207б.

Одно определение суб-коричневый карлик это объект массой планеты, который образовался Обрушение облаков скорее, чем нарастание. Это различие в формациях между коричневым карликом и планетой не является общепризнанным; астрономы делятся на два лагеря относительно того, следует ли рассматривать процесс формирования планеты как часть ее классификации в классификации.^[53] Одна из причин разногласий заключается в том, что зачастую невозможно определить процесс формирования. Например, планета, образованная нарастание вокруг звезды может быть выброшено из системы, чтобы стать свободно плавающим, и точно так же суб-коричневый карлик, который сформировался сам по себе в звездном скоплении в результате коллапса облака, может оказаться захваченным на орбиту вокруг звезды.

Одно исследование предполагает, что объекты выше 10 M_Юп образовались из-за гравитационной нестабильности и не должны рассматриваться как планеты.^[54]

Граница массы 13 Юпитера представляет собой среднюю массу, а не точное пороговое значение. Большие объекты будут синтезировать большую часть своего дейтерия, а более мелкие - лишь немного, а 13 M_J значение находится где-то посередине. Фактически, расчеты показывают, что объект плавит 50% своего первоначального содержания дейтерия, когда общая масса колеблется от 12 до 14. M_J.^[55] Количество расплавленного дейтерия зависит не только от массы, но и от состава объекта, от количества гелий и дейтерий настоящее время.^[56] По состоянию на 2011 г. Энциклопедия внесолнечных планет включал объекты массой до 25 масс Юпитера, говоря: «Тот факт, что вокруг 13 M_Юп в наблюдаемом спектре масс усиливает решение забыть об этом пределе массы ».^[57] По состоянию на 2016 год этот предел был увеличен до 60 масс Юпитера.^[58] основан на изучении зависимости масса – плотность.^[59] В Exoplanet Data Explorer включает объекты массой до 24 масс Юпитера с рекомендацией: «Определение 13 масс Юпитера, проведенное Рабочей группой МАС, физически немотивировано для планет со скалистым ядром и проблематично для наблюдений из-за синусоидальной двусмысленности».^[60]В Архив экзопланет НАСА включает объекты с массой (или минимальной массой), равной или менее 30 масс Юпитера.^[61]

Другой критерий разделения планет и коричневых карликов, а не синтез дейтерия, процесс образования или местонахождение, заключается в том, является ли ядро давление преобладают кулоновское давление или же давление электронного вырождения.^[62][63]

2006 IAU определение планеты

Диаграмма Эйлера показаны типы тел Солнечной системы.

Вопрос о нижнем пределе был рассмотрен на заседании Совета в 2006 г. Генеральная ассамблея МАС. После долгих дебатов и одного неудавшегося предложения подавляющее большинство оставшихся на собрании проголосовало за принятие резолюции. В резолюции 2006 года планеты Солнечной системы определяются следующим образом:^[1]

«Планета» [1] - это небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу, чтобы его самогравитация преодолела силы твердого тела, так что оно принимает гидростатическое равновесие (почти круглой) формы, и (c) имеет очистил окрестности вокруг своей орбиты.

[1] Восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Согласно этому определению Солнечная система состоит из восьми планет. Тела, которые удовлетворяют первым двум условиям, но не третьему (например, Церера, Плутон и Эрида), классифицируются как карликовые планеты при условии, что они также не естественные спутники других планет. Первоначально комитет IAU предложил определение, которое включало бы гораздо большее количество планет, поскольку оно не включало (c) в качестве критерия.^[64] После долгих обсуждений голосованием было решено классифицировать эти тела как карликовые планеты.^[65]

Это определение основано на теориях формирования планет, в которых планетарные зародыши изначально очищают свое орбитальное окружение от других более мелких объектов. По описанию астронома Стивен Сотер:^[66]

«Конечным продуктом вторичной дисковой аккреции является небольшое количество относительно больших тел (планет) на непересекающихся или резонансных орбитах, которые предотвращают столкновения между ними. Малые планеты и кометы, включая KBO [объекты пояса Койпера], отличаются от планет в том, что они могут сталкиваться друг с другом и с планетами ».

Определение IAU 2006 года представляет некоторые проблемы для экзопланет, потому что язык специфичен для Солнечной системы, а также потому, что критерии округлости и очистки орбитальной зоны в настоящее время не наблюдаются. Астроном Жан-Люк Марго предложил математический критерий, который определяет, может ли объект покинуть свою орбиту в течение жизни своей звезды-хозяина, на основе массы планеты, ее большой полуоси и массы звезды-хозяина.^[67][68] Эта формула дает значение π что больше единицы для планет. Восемь известных планет и все известные экзопланеты имеют π значения выше 100, в то время как Церера, Плутон и Эрида имеют π значения 0,1 или меньше. Объекты с π значения 1 или более также должны быть приблизительно сферическими, так что объекты, которые удовлетворяют требованию зазора в орбитальной зоне, автоматически удовлетворяют требованию округлости.^[69]

Ранее рассматриваемые объекты планеты

В таблице ниже перечислены Солнечная система тела, которые когда-то считались планетами, но больше не считаются таковыми МАС, а также будут ли они считаться планетами в соответствии с определениями Стерна 2002 и 2018 годов.

Сообщения о недавно обнаруженных крупных объектах пояса Койпера как о планетах - особенно Эрис - вызвало в августе 2006 года решение МАС о том, что такое планета.

Мифология и нейминг

Греческие боги Олимп, после кого Солнечная система римские названия планет являются производными

Названия планет в западном мире происходят от обычаев именования римлян, которые, в конечном счете, происходят от греков и вавилонян. В древняя Греция, два великих светила - Солнце и Луна - были названы Гелиос и Селена; самая дальняя планета (Сатурн) называлась Phainon, фингал; с последующим Фаэтон (Юпитер), «яркий»; красная планета (Марс) была известна как Pyroeis, «огненный»; самая яркая (Венера) была известна как Фосфор, светоносец; и мимолетная последняя планета (Меркурий) была названа Стилбон, мерцание. Греки также сделали каждую планету священной для одного из их пантеона богов, Олимпийцы: Гелиос и Селена были именами как планет, так и богов; Файнон был посвящен Кронос, то Титан кто породил олимпийцев; Фаэтон был священным для Зевс, Сын Кроноса, свергнувший его с престола; Пироей был отдан Арес, сын Зевса и бога войны; Фосфором правил Афродита, богиня любви; и Гермес, посланник богов и бог учености и остроумия, правил Стилбоном.^[21]

Греческий обычай наносить имена своих богов на планеты почти наверняка был заимствован у вавилонян. Вавилоняне назвали Фосфор после их богини любви, Иштар; Пироей в честь их бога войны, Нергал, Стилбон в честь своего бога мудрости Набу и Фаэтон после их главного бога, Мардук.^[75] Между греческими и вавилонскими соглашениями об именах слишком много согласований, чтобы они возникли отдельно.^[21] Перевод не был идеальным. Например, вавилонский Нергал был богом войны, и поэтому греки отождествляли его с Аресом. В отличие от Ареса, Нергал был также богом эпидемии и преисподней.^[76]

Сегодня большинство людей в западном мире знают планеты по названиям, взятым из олимпийского пантеона богов. Хотя современные греки по-прежнему используют свои древние названия планет, другие европейские языки из-за влияния Римская империя а позже католическая церковь используйте римские (латинские) имена, а не греческие. Римляне, которые, как и греки, были Индоевропейцы, поделился с ними общий пантеон под разными именами, но не имел богатых повествовательных традиций, которые дала греческая поэтическая культура их боги. В более поздний период Римская Республика Римские писатели заимствовали большую часть греческих повествований и применили их к своему собственному пантеону до такой степени, что они стали практически неразличимы.^[77] Когда римляне изучали греческую астрономию, они дали планетам имена их собственных богов: Меркурий (для Гермеса), Венера (Афродита), Марс (Арес), Юппитер (Зевс) и Сатурн (Кронос). Когда в XVIII и XIX веках были открыты последующие планеты, практика именования сохранилась с Нептун (Посейдон ). Уран уникален тем, что назван в честь Греческое божество а не его Римский аналог.

Немного Римляне, следуя убеждениям, возможно возникшим в Месопотамия но развился в Эллинистический Египет, считали, что семь богов, в честь которых были названы планеты, почасово работали над делами на Земле. По порядку смещения пошли Сатурн, Юпитер, Марс, Солнце, Венера, Меркурий, Луна (от самой дальней планеты к самой близкой).^[78] Следовательно, первый день был начат Сатурном (1-й час), второй день - Солнцем (25-й час), за ним последовали Луна (49-й час), Марс, Меркурий, Юпитер и Венера. Поскольку каждый день был назван богом, который его начал, это также порядок дни недели в Римский календарь после Nundinal цикл был отвергнут - и до сих пор сохраняется на многих современных языках.^[79] По-английски, Суббота Воскресенье, и понедельник являются прямым переводом этих римских имен. Остальные дни были переименованы после Tiw (Вторник), Wóden (Среда), Thunor (Четверг), и Fríge (Пятница), Англосаксонские боги считается подобным или эквивалентным Марсу, Меркурию, Юпитеру и Венере соответственно.

Земля - ​​единственная планета, название которой на английском языке не происходит из греко-римской мифологии. Поскольку это была общепринятая планета только в 17 веке,^[39] нет традиции называть его именем бога. (То же самое верно, по крайней мере, для английского языка, Солнца и Луны, хотя они больше не считаются планетами.) Название происходит от 8-го века. Англосаксонский слово Erda, что означает земля или почва и впервые было использовано в письменной форме как название сферы Земли, возможно, около 1300 года.^[80][81] Как и его эквиваленты в другом Германские языки, в конечном итоге это происходит из Прото-германский слово Ertho, "земля",^[81] как видно на английском земной шар, немец Erde, голландцы Aarde, и скандинавский джорд. Многие из Романские языки сохранить старое римское слово терра (или его разновидность), который использовался со значением «суша», а не «море».^[82] В неломанских языках используются собственные родные слова. Греки сохраняют свое первоначальное название, Γή (Ge).

Неевропейские культуры используют другие системы именования планет. Индия использует систему, основанную на Наваграха, который включает семь традиционных планет (Сурья для Солнца, Чандра для Луны, Будха для Меркурия, Шукра для Венеры, Мангала для Марса, Брихаспати для Юпитера и Шани для Сатурна) и восходящей и нисходящей лунные узлы Раху и Кету.

Китай и страны Восточной Азии исторически подчинялись Китайское культурное влияние (например, Япония, Корея и Вьетнам ) используйте систему именования, основанную на пять китайских элементов: воды (Меркурий), металл (Венера), Огонь (Марс), дерево (Юпитер) и земной шар (Сатурн).^[79]

В традиционных Ивритская астрономия, семь традиционных планет имеют (по большей части) описательные названия - Солнце Ammah или «горячая», Луна Левана или «белая», Венера - כוכב נוגה Кохав Ногах или «яркая планета», Меркурий - כוכב Кохав или «планета» (учитывая отсутствие отличительных черт), Марс - это מאדים Маадим или «красный», а Сатурн - שבתאי Шаббатай или «отдыхающая» (в отношении ее медленного движения по сравнению с другими видимыми планетами).^[83] Необычный - Юпитер, его называют Цедек или «справедливость». Стейглиц предполагает, что это может быть эвфемизм для оригинального названия כוכב בעל Кохав Баал или же "Ваал "планета", рассматриваемая как идолопоклонническая и эвфемизированная аналогично Ишбошет из II Самуил.^[83]

На арабском языке Меркурий - عارِد (Uārid, родственные с Иштар / Astarte ), Венера - الزهرة (аз-Зухара, "светлый",^[84] эпитет богини Аль-Узза^[85]), Земля - ​​الأرض (ал-ʾАрḍ, из того же корня, что и эрец ), Марс - اَلْمِرِّيخ (аль-Миррих, что означает "стрела без перьев" из-за ее ретроградное движение^[86]), Юпитер - المشتري (аль-Муштари, "надежный", от Аккадский^[87]), а Сатурн - حَل (Zuḥal, "отозвать"^[88]).^[89][90]

Формирование

Художник от протопланетного диска

Точно неизвестно, как образуются планеты. Преобладает теория, что они образуются во время коллапса туманность в тонкий диск из газа и пыли. А протозвезда образует ядро, окруженное вращающимся протопланетный диск. Через нарастание (процесс липкого столкновения) частицы пыли в диске постоянно накапливают массу, образуя все более крупные тела. Местные концентрации массы, известные как планетезимали формы, и они ускоряют процесс аккреции, втягивая дополнительный материал своим гравитационным притяжением. Эти концентрации становятся все плотнее, пока они не схлопываются внутрь под действием силы тяжести, образуя протопланеты.^[91] После того, как планета достигает массы, несколько превышающей Марс 'массы, он начинает накапливать расширенную атмосферу,^[92] значительно увеличивая скорость захвата планетезималей с помощью атмосферное сопротивление.^[93][94] В зависимости от истории аккреции твердых тел и газа гигантская планета, ледяной гигант, или планета земного типа может привести.^[95][96][97]

Столкновение астероидов - построение планет (авторская концепция).

Когда протозвезда выросла так, что воспламенилась, образуя звезда, уцелевший диск извлекается изнутри наружу на фотоиспарение, то Солнечный ветер, Пойнтинг – Робертсон дрэг и другие эффекты.^[98][99] После этого может быть много протопланет, вращающихся вокруг звезды или друг друга, но со временем многие из них столкнутся, либо образуя единую большую планету, либо высвободив материал для поглощения другими большими протопланетами или планетами.^[100] Те объекты, которые стали достаточно массивными, захватят большую часть вещества в своих орбитальных окрестностях и станут планетами. Протопланеты, избежавшие столкновений, могут стать естественные спутники планет в процессе гравитационного захвата, или оставаться в поясах других объектов, чтобы стать карликовыми планетами или маленькие тела.

Энергетические удары меньших планетезималей (а также радиоактивный распад ) нагреет растущую планету, заставив ее хотя бы частично расплавиться. Внутренняя часть планеты начинает дифференцироваться по массе, образуя более плотное ядро.^[101] Меньшие планеты земной группы теряют большую часть своей атмосферы из-за этой аккреции, но потерянные газы могут быть заменены дегазированием из мантии и последующим воздействием кометы.^[102] (Меньшие планеты теряют любую атмосферу, которую они получают из-за различных механизмы эвакуации.)

С открытием и наблюдением планетные системы вокруг звезд, отличных от Солнца, появляется возможность уточнить, пересмотреть или даже заменить это описание. Уровень металличность - астрономический термин, описывающий численность химические элементы с атомный номер больше 2 (гелий ) - теперь считается, что он определяет вероятность того, что у звезды будут планеты.^[103] Следовательно, считается, что богатый металлами население я звезда вероятно, будет иметь более существенную планетную систему, чем бедная металлами, население II звезды.

Остаток сверхновой ejecta производит планетообразующий материал.

Солнечная система

Солнечная система - размеры, но не расстояния в масштабе

В солнце и восемь планет Солнечная система

В внутренние планеты, Меркурий, Венера, земной шар, и Марс

Четверка планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун против солнце и немного солнечные пятна

Согласно Определение IAU, в Солнечной системе есть восемь планет, которые удаляются от солнце:

1. ☿ Меркурий
2. ♀ Венера
3. ⊕ земной шар
4. ♂ Марс
5. ♃ Юпитер
6. ♄ Сатурн
7. ♅ Уран
8. ♆ Нептун

Юпитер - самый большой, с массой 318 Земных масс, а Меркурий - самый маленький, с массой 0,055 Земли.

Планеты Солнечной системы можно разделить на категории в зависимости от их состава:

• Земляне: Планеты, похожие на Землю, тела которых в основном состоят из камень: Меркурий, Венера, Земля и Марс. При массе 0,055 Земли Меркурий является самой маленькой планетой земного типа (и самой маленькой планетой) в Солнечной системе. Земля - ​​самая большая планета земного типа.
• Планеты-гиганты (Юпитерианцы): массивные планеты значительно массивнее земных: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
  • Газовые гиганты, Юпитер и Сатурн, планеты-гиганты, состоящие в основном из водорода и гелия, являются самыми массивными планетами в Солнечной системе. Юпитер с массой 318 Земных масс - самая большая планета в Солнечной системе, а Сатурн на треть меньше по массе при 95 земных массах.
  • Ледяные гиганты, Уран и Нептун в основном состоят из материалов с низкой температурой кипения, таких как вода, метан и аммиак, с плотной атмосферой из водорода и гелия. Они имеют значительно меньшую массу, чем газовые гиганты (всего 14 и 17 масс Земли).

Количество геофизические планеты в Солнечной системе неизвестно - ранее считалось, что потенциально оно исчисляется сотнями, но теперь оценивается только в низкие двузначные числа.^[104]

Планетарные атрибуты

Экзопланеты

Экзопланеты по годам открытия до сентября 2014 года.

Экзопланета (внесолнечная планета) - это планета за пределами Солнечной системы. По состоянию на 1 ноября 2020 года подтверждено 4370 экзопланеты в 3,230 системы, с 715 системами иметь более одной планеты.^{[105][106][107][108]}

В начале 1992 года радиоастрономы Александр Вольщан и Дейл Хрупкий объявил об открытии двух планет, вращающихся вокруг пульсар ОГР 1257 + 12.^[46] Это открытие было подтверждено и обычно считается первым окончательным обнаружением экзопланет. Считается, что эти планеты-пульсары образовались из необычных остатков сверхновая звезда который произвел пульсар, во втором раунде формирования планеты, или же оставшиеся скалистые ядра планеты-гиганты которые пережили сверхновую, а затем распались на свои текущие орбиты.

Размеры Кеплер Planet Candidates - на основе 2740 кандидатов, вращающихся вокруг 2036 звезд по состоянию на 4 ноября 2013 г.^{[Обновить]} (НАСА).

Первое подтвержденное открытие внесолнечной планеты, вращающейся вокруг обычной звезды главной последовательности, произошло 6 октября 1995 года, когда Мишель Майор и Дидье Келоз из Женевский университет объявили об обнаружении экзопланеты вокруг 51 Пегас. С тех пор до Миссия Кеплера Большинство известных внесолнечных планет были газовыми гигантами, сопоставимыми по массе с Юпитером или крупнее, поскольку их легче было обнаружить. Каталог планет-кандидатов Кеплера состоит в основном из планет размером с Нептун и меньше, вплоть до меньших, чем Меркурий.

Есть типы планет, которых нет в Солнечной системе: суперземли и мини-Нептуны, который может быть каменистым, как Земля, или смесью летучих веществ и газа, как Нептун - радиус, в 1,75 раза превышающий радиус Земли, является возможной разделительной линией между двумя типами планет.^[109] Есть горячие юпитеры орбита очень близка к своей звезде и может испариться, чтобы стать хтонические планеты, которые представляют собой оставшиеся ядра. Другой возможный тип планеты - это углеродные планеты, которые образуются в системах с более высоким содержанием углерода, чем в Солнечной системе.

Исследование 2012 года, анализирующее гравитационное микролинзирование данные, оценивает средний не менее 1,6 связанных планет на каждую звезду Млечного Пути.^[10]

20 декабря 2011 г. Космический телескоп Кеплера команда сообщила об открытии первого Размером с Землю экзопланеты, Кеплер-20э^[5] и Кеплер-20ф,^[6] на орбите Солнечная звезда, Кеплер-20.^[7][8][9]

Примерно 1 из 5 звезд, похожих на Солнце, имеет размер «Земля».^[d] планета в обитаемой^[e] зона, поэтому ближайший объект будет находиться в пределах 12 световых лет от Земли.^[11][110]Частота появления таких планет земной группы является одной из переменных в Уравнение Дрейка, который оценивает количество умные, общающиеся цивилизации которые существуют в Млечный Путь.^[111]

Есть экзопланеты, которые находятся намного ближе к своей родительской звезде, чем любая планета в Солнечной системе к Солнцу, а также есть экзопланеты, которые находятся намного дальше от своей звезды. Меркурий, ближайшая к Солнцу планета в 0,4 Австралия, орбита занимает 88 дней, но самые короткие известные орбиты экзопланет занимают всего несколько часов, см. Планета с ультракоротким периодом. В Кеплер-11 В системе пять планет расположены на более коротких орбитах, чем у Меркурия, и все они намного массивнее Меркурия. Нептун находится в 30 астрономических единицах от Солнца, а их оборот по орбите занимает 165 лет, но есть экзопланеты, расстояние между которыми составляет сотни Австралия от их звезды и требуется более тысячи лет для обращения на орбиту, например 1RXS1609 б.

Планетно-массовые объекты

А планетно-массовый объект (PMO), Planmo,^[112] или же планетарное тело представляет собой небесный объект с массой, которая попадает в диапазон определения планеты: достаточно массивный, чтобы достичь гидростатического равновесия (чтобы округляться под действием собственной гравитации), но недостаточно для поддержания ядерного синтеза, как у звезды.^[113][114] По определению, все планеты планетно-массовые объекты, но цель этого термина - относиться к объектам, которые не соответствуют типичным ожиданиям для планеты. К ним относятся карликовые планеты, которые закруглены под действием собственной силы тяжести, но недостаточно массивны, чтобы очистить свою орбиту, спутники с планетными массами, и свободно плавающие планемы, которые могли быть выброшены из системы (планеты-изгои ) или образовались в результате коллапса облаков, а не аккреции (иногда называемые суб-коричневые карлики ).

Карликовые планеты

В карликовая планета Плутон

Карликовая планета - это объект планетарной массы, который не является ни настоящей планетой, ни естественным спутником; он находится на прямой орбите звезды и достаточно массивен, чтобы его сила тяжести сжала его до гидростатически равновесной формы (обычно сфероид), но не очистила окрестности от другого материала вокруг своей орбиты. Ученый-планетолог и главный исследователь New Horizons Алан Стерн, предложивший термин «карликовая планета», утверждал, что местоположение не должно иметь значения и что следует принимать во внимание только геофизические атрибуты, и что карликовые планеты, таким образом, являются подтипом планет. IAU принял этот термин (а не более нейтральный «планетоид»), но решил классифицировать карликовые планеты как отдельную категорию объектов.^[115]

Планеты изгоев

Несколько компьютерное моделирование образования звезд и планетных систем предположили, что некоторые объекты планетарной массы будут выброшены в межзвездное пространство.^[116] Такие объекты обычно называют планеты-изгои.

Суб-коричневые карлики

Художественный образ супер-Юпитера вокруг коричневого карлика 2М1207.^[117]

Звезды образуются в результате гравитационного коллапса газовых облаков, но более мелкие объекты также могут образовываться в результате коллапса облаков. Образованные таким образом объекты планетарной массы иногда называют суб-коричневыми карликами. Суб-коричневые карлики могут свободно плавать, например, Ча 110913-773444^[118] и OTS 44,^[119] или на орбите более крупного объекта, такого как 2MASS J04414489 + 2301513.

Теоретически возможны двойные системы суб-коричневых карликов; Оф 162225-240515 Первоначально считалось, что это двойная система коричневого карлика с массой 14 Юпитера и суб-коричневого карлика с массой 7 Юпитера, но дальнейшие наблюдения пересмотрели оценочные массы в сторону увеличения до более 13 масс Юпитера, что сделало их коричневыми карликами согласно МАС рабочие определения.^{[120][121][122]}

Бывшие звезды

Вблизи двойная звезда В системах одна из звезд может потерять массу из-за более тяжелого компаньона. Пульсары на аккреционной энергии может привести к потере массы. Сжимающаяся звезда может тогда стать планетно-массовый объект. Примером может служить объект массы Юпитера, вращающийся вокруг пульсар PSR J1719-1438.^[123] Эти сморщенные белые карлики могут стать гелиевая планета или же углеродная планета.

Планеты-спутники

Некоторые большие спутники (луны) имеют такие же размеры или больше, чем планета. Меркурий, например Юпитера Галилеевы луны и Титан. Сторонники геофизического определения планет утверждают, что местоположение не должно иметь значения и что при определении планеты следует учитывать только геофизические атрибуты. Алан Стерн предлагает термин планета-спутник для спутника размером с планету.^[124]

Захваченные планеты

Планеты изгоев в звездные скопления имеют такие же скорости, что и звезды, и поэтому могут быть пойманы повторно. Обычно их захватывают на широкие орбиты между 100 и 10⁵ AU. Эффективность захвата снижается с увеличением объема кластера, а для данного размера кластера она увеличивается с увеличением массы хоста / первичного элемента. Он почти не зависит от массы планеты. Одиночные и множественные планеты могут быть захвачены на произвольные невыровненные орбиты, некомпланарные друг другу, со вращением звездного хозяина или уже существующей планетной системой.^[125]

Атрибуты

Хотя каждая планета имеет уникальные физические характеристики, между ними существует ряд общих черт. Некоторые из этих характеристик, такие как кольца или естественные спутники, пока наблюдаются только у планет Солнечной системы, тогда как другие обычно наблюдаются и у внесолнечных планет.

Динамические характеристики

Орбита

Орбита планеты Нептун по сравнению с орбитой Плутон. Обратите внимание на удлинение орбиты Плутона по отношению к орбите Нептуна (эксцентриситет ), а также его большим углом к ​​эклиптике (склонность ).

Согласно современным определениям, все планеты должны вращаться вокруг звезд; таким образом, любой потенциал "планеты-изгои "исключены. В Солнечной системе все планеты вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце (против часовой стрелки, если смотреть сверху на северный полюс Солнца). По крайней мере, одна внесолнечная планета, WASP-17b, как было обнаружено, вращается в направлении, противоположном вращению звезды.^[126] Период одного оборота орбиты планеты известен как ее сидерический период или же год.^[127] Год планеты зависит от расстояния до звезды; чем дальше планета находится от своей звезды, тем больше не только расстояние, которое она должна пройти, но и тем медленнее ее скорость, поскольку на нее меньше влияют звездные сила тяжести. Орбита любой планеты не является идеально круговой, и поэтому расстояние до каждой из них меняется в течение года. Ближайшее приближение к своей звезде называется ее периастр (перигелий в Солнечной системе), а самое дальнее расстояние от звезды называется ее апастрон (афелий ). Когда планета приближается к периастру, ее скорость увеличивается, поскольку она обменивает гравитационную потенциальную энергию на кинетическую энергию, точно так же, как падающий объект на Земле ускоряется при падении; когда планета достигает апастрона, ее скорость уменьшается, так же как объект, брошенный вверх на Землю, замедляется, достигая вершины своей траектории.^[128]

Орбита каждой планеты очерчена набором элементов:

• В эксцентриситет орбиты описывает, насколько вытянута орбита планеты. Планеты с низким эксцентриситетом имеют больше круговых орбит, в то время как планеты с высоким эксцентриситетом имеют более эллиптические орбиты. Планеты в Солнечной системе имеют очень низкий эксцентриситет и, следовательно, почти круговые орбиты.^[127] Кометы и объекты пояса Койпера (а также несколько внесолнечных планет) имеют очень высокий эксцентриситет и, следовательно, чрезвычайно эллиптические орбиты.^[129][130]
• 

  Иллюстрация большой полуоси
  В большая полуось это расстояние от планеты до середины пути по самому длинному диаметру ее эллиптической орбиты (см. изображение). Это расстояние отличается от его апастрона, потому что на орбите планеты нет звезды в точном центре.^[127]
• В склонность планеты показывает, насколько выше или ниже установленной плоскости отсчета находится ее орбита. В Солнечной системе, базовая плоскость является плоскостью орбиты Земли, называется эклиптика. Для внесолнечных планет плоскость, известная как небесный самолет или же самолет неба, - плоскость, перпендикулярная лучу зрения наблюдателя с Земли.^[131] Все восемь планет Солнечной системы расположены очень близко к эклиптике; кометы и Пояс Койпера такие объекты, как Плутон, находятся к нему под гораздо более острыми углами.^[132] Точки, в которых планета пересекает свою плоскость выше и ниже, называются ее плоскостью. Восходящий и нисходящие узлы.^[127] В долгота восходящего узла есть угол между базовой плоскости в 0 и долготы восходящего узла планеты. В аргумент перицентра (или перигелий в Солнечной системе) - это угол между восходящим узлом планеты и ее ближайшим приближением к своей звезде.^[127]

Осевой наклон

Земли осевой наклон составляет около 23,4 °. Она колеблется между 22,1 ° и 24,5 ° в течение 41 000-летнего цикла и в настоящее время уменьшается.

Планеты также имеют разную степень наклона оси; они лежат под углом к самолет от их экваторы звезд. Это приводит к тому, что количество света, получаемого каждым полушарием, изменяется в течение года; когда северное полушарие указывает от своей звезды, южное полушарие указывает на нее, и наоборот. Таким образом, на каждой планете есть времена года и изменения климата в течение года. Время, в которое каждое полушарие указывает дальше всего или ближе всего от своей звезды, известно как его солнцестояние. На каждой планете по две на орбите; когда в одном полушарии летнее солнцестояние, когда его день самый длинный, в другом - зимнее солнцестояние, когда его день самый короткий. Различное количество света и тепла, получаемое каждым полушарием, приводит к ежегодным изменениям погодных условий для каждой половины планеты. Наклон оси Юпитера очень мал, поэтому его сезонные колебания минимальны; Уран, с другой стороны, имеет настолько большой наклон оси, что практически находится на его стороне, что означает, что его полушария либо постоянно находятся на солнечном свете, либо постоянно находятся в темноте во время солнцестояний.^[133] Среди внесолнечных планет наклоны осей доподлинно неизвестны, хотя считается, что большинство горячих Юпитеров имеют незначительный наклон оси или его отсутствие из-за близости к своим звездам.^[134]

Вращение

Планеты вращаются вокруг невидимых осей через свои центры. Планеты период вращения известен как звездный день. Большинство планет Солнечной системы вращаются в том же направлении, что и вокруг Солнца, то есть против часовой стрелки, если смотреть сверху на Солнце. Северный полюс, за исключением Венеры^[135] и Уран,^[136] которые вращаются по часовой стрелке, хотя крайний наклон оси Урана означает, что существуют различные соглашения о том, какой из его полюсов является «северным», и, следовательно, вращается ли он по часовой стрелке или против часовой стрелки.^[137] Независимо от того, какое соглашение используется, Уран имеет ретроградное вращение относительно своей орбиты.

Во время формирования вращение планеты может быть вызвано несколькими факторами. Чистая угловой момент могут быть вызваны индивидуальными вкладами углового момента аккрецированных объектов. Аккреция газа планетами-гигантами также может вносить вклад в угловой момент. Наконец, на последних этапах строительства планеты случайный процесс протопланетной аккреции может случайным образом изменить ось вращения планеты.^[138] Продолжительность дня между планетами сильно различается: Венера занимает 243 дня. дней вращаться, а планетам-гигантам всего несколько часов.^[139] Периоды вращения внесолнечных планет неизвестны. Однако для «горячих» Юпитеров их близость к своим звездам означает, что они приливно заблокирован (т.е. их орбиты синхронизированы с их вращениями). Это означает, что они всегда показывают своим звездам одно лицо, одной стороной в вечный день, а другой - в вечную ночь.^[140]

Орбитальная очистка

Определяющая динамическая характеристика планеты состоит в том, что она имеет очистил окрестности. Планета, которая очистила свои окрестности, накопила достаточно массы, чтобы собрать или смести все планетезимали на своей орбите. Фактически, он вращается вокруг своей звезды изолированно, а не делит свою орбиту с множеством объектов аналогичного размера. Эта характеристика была обязательной как часть IAU официальный определение планеты в августе 2006 г. Этот критерий исключает такие планетные тела, как Плутон, Эрис и Церера от полноценной планетности, сделав их вместо карликовые планеты.^[1] Хотя на сегодняшний день этот критерий применим только к Солнечной системе, был обнаружен ряд молодых внесолнечных систем, свидетельства которых свидетельствуют о том, что в пределах их орбиты происходит очистка орбиты. околозвездные диски.^[141]

Физические характеристики

Масса

Определяющей физической характеристикой планеты является то, что она достаточно массивна, чтобы сила собственной гравитации преобладала над землей. электромагнитные силы связывая его физическую структуру, приводя к состоянию гидростатическое равновесие. Это фактически означает, что все планеты имеют сферическую или сфероидальную форму. До определенной массы объект может иметь неправильную форму, но за пределами этой точки, которая зависит от химического состава объекта, сила тяжести начинает притягивать объект к его собственному центру масс, пока объект не схлопнется в сферу.^[142]

Масса также является основным атрибутом, по которому планеты отличаются от звезды. Верхний предел массы планеты примерно в 13 раз превышает массу Юпитера для объектов солнечного типа. изотопное содержание, за пределами которых достигается условия, подходящие для термоядерная реакция. Кроме Солнца, в Солнечной системе не существует объектов такой массы; но есть экзопланеты такого размера. Предел массы 13 Юпитера не является общепринятым, и Энциклопедия внесолнечных планет включает объекты массой до 60 Юпитера,^[58] и Exoplanet Data Explorer до 24 масс Юпитера.^[143]

Самая маленькая из известных планет - PSR B1257 + 12A, одна из первых обнаруженных внесолнечных планет, которая была обнаружена в 1992 году на орбите вокруг пульсар. Его масса составляет примерно половину массы планеты Меркурий.^[4] Самая маленькая известная планета, вращающаяся вокруг звезды главной последовательности, кроме Солнца, - это Кеплер-37б, с массой (и радиусом) немного выше, чем у Луна.

Внутренняя дифференциация

Иллюстрация внутренней части Юпитера со скалистым ядром, перекрытым глубоким слоем металлического водорода.

Каждая планета начала свое существование в совершенно жидком состоянии; на ранней стадии формирования более плотные и тяжелые материалы опускались к центру, оставляя более легкие материалы у поверхности. Поэтому каждый имеет дифференцированный интерьер, состоящий из плотной планетарное ядро окруженный мантия это либо есть, либо было жидкость. Планеты земной группы запечатаны твердым корки,^[144] но на планетах-гигантах мантия просто сливается с верхними слоями облаков. У планет земной группы есть ядра таких элементов, как утюг и никель, и мантии силикаты. Юпитер и Сатурн как полагают, имеют ядра из камня и металла, окруженные мантией металлический водород.^[145] Уран и Нептун, которые меньше, имеют скалистые ядра, окруженные мантией из воды, аммиак, метан и другие льды.^[146] Действие жидкости в ядрах этих планет создает геодинамо что порождает магнитное поле.^[144]

Атмосфера

Атмосфера Земли

Все планеты Солнечной системы, кроме Меркурий^[147] иметь существенный атмосферы потому что их сила тяжести достаточно велика, чтобы удерживать газы близко к поверхности. Более крупные планеты-гиганты достаточно массивны, чтобы удерживать большое количество легких газов. водород и гелий, тогда как более мелкие планеты теряют эти газы в Космос.^[148] Состав атмосферы Земли отличается от атмосферы других планет, потому что различные жизненные процессы, которые произошли на планете, привели к появлению свободных молекул. кислород.^[149]

Планетарные атмосферы подвержены влиянию различных инсоляция или внутренней энергии, приводящей к образованию динамических погодные системы Такие как ураганы, (на Земле), по всей планете песчаная буря (на Марсе), размером больше Земли антициклон на Юпитере (называемый Большое красное пятно ), и дыры в атмосфере (на Нептуне).^[133] По крайней мере, одна внесолнечная планета, HD 189733 b, как утверждается, имеет такую ​​погодную систему, похожую на Большое Красное Пятно, но в два раза большую.^[150]

Было показано, что горячие юпитеры из-за их крайней близости к своим звездам теряют свою атмосферу в космос из-за звездного излучения, как и хвосты комет.^[151][152] Эти планеты могут иметь огромные различия в температуре между дневной и ночной сторонами, что создает сверхзвуковые ветры.^[153] хотя дневная и ночная стороны HD 189733b кажутся очень похожими температурами, что указывает на то, что атмосфера этой планеты эффективно перераспределяет энергию звезды по планете.^[150]

Магнитосфера

Магнитосфера Земли (диаграмма)

Одной из важных характеристик планет является их внутренняя магнитные моменты, которые, в свою очередь, порождают магнитосферы. Наличие магнитного поля указывает на то, что планета все еще геологически жива. Другими словами, намагниченные планеты имеют потоки электропроводящий материал в их внутренностях, которые генерируют их магнитные поля. Эти поля существенно меняют взаимодействие планеты и солнечного ветра. Намагниченная планета создает вокруг себя полость в солнечном ветре, называемую магнитосферой, в которую ветер не может проникнуть. Магнитосфера может быть намного больше, чем сама планета. Напротив, немагниченные планеты имеют только небольшие магнитосферы, индуцированные взаимодействием ионосфера с солнечным ветром, который не может эффективно защитить планету.^[154]

Из восьми планет Солнечной системы только Венера и Марс не имеют такого магнитного поля.^[154] Кроме того, луна Юпитера Ганимед тоже есть один. Из намагниченных планет магнитное поле Меркурия самое слабое и едва ли может отклонять Солнечный ветер. Магнитное поле Ганимеда в несколько раз больше, а Юпитер - самое сильное в Солнечной системе (настолько сильное, что представляет серьезную опасность для здоровья для будущих пилотируемых миссий к его спутникам). Магнитные поля других планет-гигантов примерно аналогичны по силе магнитным полям Земли, но их магнитные моменты значительно больше. Магнитные поля Урана и Нептуна сильно наклонены относительно вращательного движения. ось и смещен из центра планеты.^[154]

В 2004 году группа астрономов на Гавайях наблюдала внесолнечную планету вокруг звезды. HD 179949, который, казалось, создавал пятно на поверхности своей родительской звезды. Команда выдвинула гипотезу, что магнитосфера планеты передает энергию на поверхность звезды, увеличивая и без того высокую температуру в 7760 ° C еще на 400 ° C.^[155]

Вторичные характеристики

В кольца Сатурна

Некоторые планеты или карликовые планеты Солнечной системы (например, Нептун и Плутон) имеют периоды обращения резонанс друг с другом или с меньшими телами (это также часто встречается в спутниковых системах). Все, кроме Меркурия и Венеры, имеют естественные спутники, часто называемые «лунами». У Земли один, у Марса - два, а у планет-гигантов есть множество спутников в сложных системах планетарного типа. Многие луны планет-гигантов имеют черты, похожие на те, что есть на планетах земной группы и карликовых планетах, и некоторые из них были изучены как возможные места обитания жизни (особенно Европа ).^{[156][157][158]}

Четыре планеты-гиганты также вращаются вокруг планетарные кольца разного размера и сложности. Кольца состоят в основном из пыли или твердых частиц, но могут содержать крошечные 'луны 'чья сила тяжести формирует и поддерживает их структуру. Хотя происхождение планетных колец точно не известно, считается, что они являются результатом естественных спутников, упавших ниже уровня их родительской планеты. Предел Роша и были разорваны приливные силы.^[159][160]

Вокруг внесолнечных планет вторичных характеристик не наблюдается. В суб-коричневый карлик Ча 110913-773444, который был описан как планета-изгой, как полагают, вращается крошечным протопланетный диск^[118] и суб-коричневый карлик OTS 44 было показано, что он окружен протопланетным диском массой не менее 10 масс Земли.^[119]

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

внешняя ссылка

• Сайт Международного астрономического союза
• Фотожурнал НАСА
• НАСА Planet Quest - Исследование экзопланет
• Иллюстрация сравнения размеров планет друг с другом, Солнцем и другими звездами
• "Пресс-релизы МАС с 1999 года" Статус Плутона: разъяснение"". Архивировано из оригинал на 2007-12-14.
• «Относительно критериев планетарности и предлагаемых схем планетарной классификации». статья Стерна и Левинсона
• Открытия в исследованиях планетарной науки (образовательный сайт с иллюстрированными статьями)
• Планеты, Обсуждение BBC Radio 4 с Полом Мердином, Хью Джонсом и Кэролин Кроуфорд (В наше время, 27 мая 2004 г.)