какая планета имеет самую малую массу
О массах и плотностях планет
То, что планеты Солнечной системы значительно различаются по своему размеру, является хорошо известным фактом.
Так, например, планеты внутренней части нашей системы имеют меньшие размеры, но являются более плотными, чем газовые или ледяные гиганты, располагающиеся во внешней части Солнечной системы. А в ряде случаев, планеты могут быть даже меньше, чем некоторые спутники. Однако размер планеты не обязательно пропорционален его массе.
Таким образом, в то время как Меркурий может быть меньше по размеру, чем спутник Юпитера Ганимед или спутник Сатурна Титан, он более чем в два раза массивнее этих спутников. И в то время как Юпитер в 318 раз массивнее Земли, его радиус лишь в 11,21 раза больше земного.
Давайте пройдёмся по каждой из планет и посмотрим, насколько они различаются.
Меркурий
Венера
Земля
Марс является третьей по величине планетой земной группы. Как и другие, Марс состоит из металлов и силикатных пород, но в то время как он примерно в два раза меньше Земли (со средним диаметром 6792 километров, или 4220 миль), его масса составляет всего одну десятую массы Земли.
Юпитер
Сатурн
Нептун
Нептун примерно в четыре раза больше Земли (диаметр 49528 километров), а его масса равна 102*10 24 кг. Таким образом плотность Нептуна больше, чем плотность любого из газовых гигантов (1,638 г/см 3 ).
Исходя из вышесказанного, вы можете увидеть, что массы планет Солнечной системы значительно варьируются. Но если мы говорим о плотности, то она не всегда пропорциональна размерам. Короче говоря, в то время как некоторые планеты могут быть всего в несколько раз больше, чем другие, они при этом могут быть во много и много раз более массивными.
Какая из планет Солнечной системы самая легкая?
Планеты Солнечной системы сильно отличаются друг от друга по размерам, а значит и по массе. Какая же из них наиболее легкая?
Это планета Меркурий. Его масса составляет 3,33•10 23 кг. Понятно, что такая цифра многим ни о чем не говорит, поэтому лучше сказать, что масса Меркурия составляет всего 5,5% от массы Земли. Для сравнения – тяжелейшая планета Солнечной системы, Юпитер, превосходит Землю по массе в 318 раз, а Меркурий – в 5781 раз.
Из внешних планет (газовых гигантов) Солнечной системы самой легкой планетой является Уран, чья масса лишь в 14,5 раз больше земной и составляет 8,6813⋅10 25 кг.
Из-за низкой массы Меркурий отличается тем, что почти не имеет атмосферы. Дело в том, что сила гравитации планеты напрямую зависит от ее массы. Гравитация Меркурия настолько мала, что большинство молекул газов, находящихся в его атмосфере, со временем просто улетают в космос.
Легкость Меркурия непосредственно связана с его размерами, ведь он с радиусом 2439 км является наименьшей планетой, вращающейся вокруг Солнца. Однако если сравнивать планеты не по общей массе, а по средней плотности, то Меркурий перестанет казаться космической пушинкой. Его плотность составляет 5427 кг/м3. По этому показателю он лишь немного уступает самой плотной планете в нашей звездной системе – Земле.
А вот наименее плотным оказывается Сатурн, чья плотность составляет всего лишь 687 кг/м3. Это даже меньше, чем плотность воды, которая составляет 1000 кг/м3. Причина такой аномально низкой плотности заключается в том, что Сатурн является газовым гигантом, то есть значительную часть его объема занимает газ. Более того, 96% атмосферы приходится на водород, а он, как известно, является самым легким элементом во Вселенной. Однако считается, что внутри Сатура есть и твердая материя. Это ядро планеты, которое состоит из кремния и различных металлов. Над этим ядром располагается слой металлического водорода – особого вещества, которое до сих пор не удалось получить на Земле в стабильном виде.
Список использованных источников
Как измеряют массу планет
Характеристики планет Солнечной системы были известны еще в средневековье, во времена Кеплера и Галилея. То есть, массу планет приблизительно можно было определить даже простыми методами и инструментами. В современной астрономии есть несколько методов расчета характеристик планет, звезд, скоплений и галактик.
Планеты солнечной системы
Интересный факт: 99,9% всей массы Солнечной системы сосредоточена в самом Солнце. На все планеты вместе взятые приходится не более 0,01%. При этом из этих 0,01%, в свою очередь, 99% массы приходится на газовые гиганты (в том числе 90% только на Юпитер и Сатурн).
Рассчитываем массу Земли и Луны
Чтобы измерить массу планет солнечной системы, проще всего в первую очередь найти значения для Земли. Как мы помним, ускорение свободного падения определяется по формуле F=mg, где m – масса тела, а F – действующая на него сила.
Параллельно вспоминаем универсальный закон всемирного тяготения Ньютона:
Сопоставив эти две формулы, и зная значение гравитационной постоянной 6,67430(15)·10−11 м³/(кг·с²), можно рассчитать массу Земли. Ускорение свободного падения на Земле мы знаем, 9,8 м/с2, радиус планеты тоже. Подставив все данные на выходе получим приблизительно 5,97 х 10²⁴ кг.
Зная массу Земли, мы легко рассчитает параметры по другим объектам Солнечной системы – Луна, планеты, Солнце и так далее. С Луной вообще все довольно просто. Здесь достаточно учесть, что расстояния от центров тел до центра масс соотносятся обратно их массам. Подставив эти цифры для Земли и ее спутника получим массу Луны 7.36 × 10²² килограмма.
Перейдем теперь к методикам измерения массы планет земной группы – Меркурий, Венера, Марс. После чего рассмотрим газовые гиганты, и в самом конце – экзопланеты, звезды и галактики.
Общие методики определения масс планет
Наиболее классический способ, как узнать массу планет – расчет при помощи формул третьего закона Кеплера. Он гласит, что квадраты периодов обращения планет соотносятся так же, как кубы больших полуосей орбит. Ньютон немного уточнил этот закон, внеся в формулу массы небесных тел. На выходе получилась такая формула –
Таким способом можно найти массу всех планет Солнечной системы и самого Солнца.И периоды обращения, и большие полуоси орбит планет Солнечной системы легко измеряются астрономическими методиками, доступными даже без сложных инструментов. А так как массу Земли мы уже рассчитали, можно все цифры подставить в формулу и найти конечный результат.
В отношении же экзопланет и других звезд (но только двойных) в астрономии обычно применяется метод анализа видимых возмущений и колебаний. Он основан на том факте, что все массивные тела “возмущают” орбиты друг друга.
Такими расчетами были открыты планеты Нептун и Плутон, еще до их визуального обнаружения, как говорят “на кончике пера”.
Значения масс планет Солнечной системы
Итак, мы разобрались с общими методиками расчета масс разных небесных тел и посчитали значения для Луны, Земли и Галактики. Давайте теперь составим рейтинг планет нашей системы по их массе.
Возглавляет рейтинг с наибольшей массой планет Солнечной системы – Юпитер, которому не хватило одного порядка чтобы наша система стала двойной. Еще чуть-чуть и у нас могло быть два Солнца, второе вместо Юпитера. Итак, масса этого газового гиганта равняется 1,9 × 10²⁷ кг.
Интересно, что Юпитер – единственная планета нашей системы, центр масс вращения с Солнцем которой расположен вне поверхности звезды. Он отстоит примерно на 7% расстояния между ними от поверхности Солнца.
Вторая по массе планета – Сатурн, его масса 5,7 × 10²⁶ кг. Следующим идет Нептун – 1 × 10²⁶. Четвёртая по массе планета, газовый гигант Уран, масса которого – 8,7 × 10²⁵ кг.
Далее идут планеты земной группы, каменистые тела, в отличие от газовых гигантов с их большим радиусом и относительно малой плотностью.
Самой тяжелой из этой группы является наша планета, ее массу мы уже рассчитали. Далее идет Венера, масса этой планеты равняется 4,9 × 10²⁴ кг. После нее в рейтинге идет Марс, он почти в 10 раз легче – 6,4 × 10²³кг. И замыкает его, как планета самой маленькой массы, Меркурий – 3,3 × 10²³кг. Что интересно, Меркурий даже легче, чем два спутника в Солнечной системе – Ганимед и Каллисто.
Определение масс звезд и галактик
Для того чтобы найти характеристики одинарных звездных систем применяется гравиметрический метод. Его суть в измерении гравитационного красного смещения света звезды. Оно измеряется по формуле ∆V=0,635 M/R, где M и R – масса и радиус звезды, соответственно.
Косвенно можно также вычислить массу звезды по видимому спектру и светимости. Сначала определяется ее класс светимости по диаграмме Герцшпрунга-Рассела, а потом вычисляется зависимость масса/светимость. Такой способ не подходит для белых карликов и нейтронных звезд.
Масса галактик вычисляется в основном по скорости вращения ее звезд (или просто по относительной скорости звезд, если это не спиральная галактика). Все тот же всемирный закон тяготения Ньютона нам гласит, что центробежную силу звезд в галактике можно выразить в формуле:
Только в этот раз в формулу мы подставляем расстояние от Солнца до центра нашей галактики и его массу. Так можно рассчитать массу Млечного Пути, которая равняется 2,2 × 10⁴⁴г.
Не забываем, что эта цифра – это масса галактики без учета звезд, орбиты которых располагаются вне орбиты вращения Солнца. Поэтому для более точных расчетов берутся самые внешние звезды рукавов спиральных галактик.
Для эллиптических галактик способ нахождения массы схож, только там берется зависимость между угловым размером, скоростью движения звезд и общей массой.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Планеты Солнечной системы: восемь и одна
Поверхность Меркурия, подобно лунной, покрыта кратерами. Атмосфера очень разреженная. Меркурий обладает крупным железным ядром, являющимся источником магнитного поля, по своей совокупности составляющим 0,1 от земного. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 90 до 700 К (−180…430 °C). Планета названа в честь бога римского пантеона Меркурия, аналога греческого Гермеса и Вавилонского Набу. Естественных спутников у планеты нет.
Юпитер представляет собой газо-жидкое тело, твердой поверхности не имеет. Атмосфера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Планету Юпитер опоясывают кольца, состоящие из совокупности сравнительно мелких каменных частиц размером от нескольких мкм до нескольких метров. Юпитер назван в честь царя римских богов.
К концу 1970‑х годов было известно о 13 спутниках Юпитера. В 1979 году американским космическим аппаратом «Вояджер‑1» были обнаружены еще три спутника. Начиная с 1999 года с помощью наземных телескопов нового поколения были открыты еще 47 спутников планеты, подавляющее большинство из которых имеют диаметр в 2-4 километра.
Планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Атмосфера на Уране имеет толщину не менее 8000 км и состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана.
В 1930 году американский астроном Клод Томбо нашел на негативах медленно движущийся звездообразный объект, который назвали новой, девятой планетой Плутоном – в честь древнеримского бога подземного царства.
Международный астрономический союз официально признал Плутон планетой в мае 1930 года. В тот момент предполагали, что его масса сравнима с массой Земли, но позже было установлено, что масса Плутона почти в 500 раз меньше земной, даже меньше массы Луны. Масса Плутона 1,2 на 10 в22 степени кг (0,22 массы Земли). Среднее расстояние Плутона от Солнца 39,44 а.е. (5,9 на 10 в12 степени км), радиус около 1,65 тысяч км. Период обращения вокруг Солнца 248,6 года, период вращения вокруг своей оси 6,4 суток. Состав Плутона предположительно включает в себя камень и лед; планета имеет тонкую атмосферу, состоящую из азота, метана и углеродной одноокиси. У Плутона есть три спутника: Харон, Гидра и Никта.
Таким образом, с 2006 года в Солнечной системе стало восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Международным астрономическим союзом официально признаны пять карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида.
11 июня 2008 года МАС объявил о введении понятия «плутоид». Плутоидами решено называть небесные тела, обращающиеся вокруг Солнца по орбите, радиус которой больше радиуса орбиты Нептуна, масса которых достаточна, чтобы гравитационные силы придавали им почти сферическую форму, и которые не расчищают пространство вокруг своей орбиты (то есть, вокруг них обращается множество мелких объектов).
Поскольку для таких далеких объектов, как плутоиды, определить форму и тем самым отношение к классу карликовых планет пока затруднительно, ученые рекомендовали временно относить к плутоидам все объекты, абсолютная астероидная величина которых (блеск с расстояния в одну астрономическую единицу) ярче +1. Если позднее выяснится, что отнесенный к плутоидам объект карликовой планетой не является, его этого статуса лишат, хотя присвоенное имя оставят. К плутоидам были отнесены карликовые планеты Плутон и Эрида. В июле 2008 года в эту категорию был включен Макемаке. 17 сентября 2008 в список добавили Хаумеа.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Масса планет Солнечной системы
С 2005 г. по официальной версии в составе Солнечной группы присутствует 8 планет. Из этого списка был исключён карликовый Плутон. Связано это с его недостаточным весом, вследствие чего утрачивается возможность поддержания гравитации и правильной сферической формы. Какова масса планет Солнечной системы, будет рассмотрено в статье.
Меркурий
Венера
Удалённость от естественного небесного светила равняется 108 млн км. Диаметральное сечение примерное такое же, как и у нашей планеты, однако оно является меньшим. Изучая такой параметр, как масса планет Солнечной системы, можно отметить, что он равен 0,81 от земного показателя. То есть точное его значение равно 4,886*10^24 кило. Продолжительность одного годового периода равна 225 дней. Имеется атмосферный слой. Свечение яркое, что часто вынуждает обывателей путать объект с НЛО.
Земля
Расстояние между светилом и этим телом – порядка 300 млн км. Объект именуется «Красной планетой» по причине наличия красноватого тона поверхности. Атмосферный слой имеется, но он имеет малый размер. Рассматривая такой параметр, как масса планет Солнечной системы, можно отметить, что в данном случае она равна 6,4171 * 10^24 единиц. Полный оборот вокруг огненного шара Марс совершает за 687 суток.
Юпитер
Объект имеет огромные размеры и располагается по отношению к Солнцу на расстоянии 800 млн км. Весовое значение составляет 1,89 *10^27 кг. При этом диаметральное сечение приближается к отметке в 1,5 миллиона километров. По структуре и свойствам это тело похоже на автономную группу.
Сатурн
Изучая такой показатель, как масса планет Солнечной системы (таблица помогает классифицировать их в определённом порядке), стоит упомянуть этот газовый гигант с кольцами. Дистанция между ним и естественным небесным светилом составляет порядка 1,5 млрд километров. Вокруг ядерной части как бы собраны слои газа. Массовое значение тела составляет 5,66*10^26 кило. На один оборот вокруг Солнца у этого огромного шара уходит порядка 30 земных лет.
Это четвёртая по массе планета Солнечной системы. Она располагается на расстоянии в 3 млрд км от Солнца и имеет отношение к ледяным гигантам, в составе которых преобладает газ. Продолжительность одного года здесь составляет 84 земных периода. Что касается длительности дня, она достаточно короткая, ещё меньше, чем на Земле (18 часов). Четвёртая по массе планета Солнечной системы весит 86,05*10^24 кг. Она имеет в своём составе 27 спутников, а также незначительную часть колец.
Нептун
Таким образом, изучив данные о размерах и массах планетарных объектов, можно сделать вывод об их колоссальных различиях между собой. Есть крупные и небольшие тела с неодинаковыми свойствами и характеристиками. Несмотря на относительную изученность, они до сих пор вызывают среди учёных колоссальный интерес, поэтому продолжают выступать в качестве объектов для наблюдения.