ПЛАНЕ́ТЫ

ПЛАНЕ́ТЫ [от греч. (ἀστέρες) πλανῆται, букв. – блу­ж­даю­щие (звёз­ды)], не­бес­ные те­ла, об­ра­щаю­щие­ся по ор­би­те во­круг цен­траль­ной звез­ды, дос­та­точ­но мас­сив­ные, для то­го что­бы под дей­ст­ви­ем соб­ст­вен­ной гра­ви­та­ции при­нять фор­му, близ­кую к ша­ру. Из­лу­че­ние П. скла­ды­ва­ет­ся из от­ра­жён­но­го све­та цен­траль­ной звез­ды и соб­ст­вен­ной ин­фра­крас­ной (те­п­ло­вой) ра­диа­ции.

Тер­ми­ном «П.» в Древ­ней Гре­ции обо­зна­ча­ли 7 не­бес­ных све­тил – Солн­це, Лу­ну, Мер­ку­рий, Ве­не­ру, Марс, Юпи­тер и Са­турн, ко­то­рые в те­че­ние го­да из­ме­ня­ли своё по­ло­же­ние сре­ди звёзд. Со­глас­но гео­цен­три­че­ской сис­те­ме ми­ра, эти све­ти­ла об­ра­ща­лись во­круг Зем­ли. По­сле при­зна­ния ге­лио­цен­три­че­ской сис­те­мы ми­ра тер­мин «П.» за­кре­пил­ся за круп­ны­ми те­ла­ми, об­ра­щаю­щи­ми­ся во­круг Солн­ца: Мер­ку­ри­ем, Ве­не­рой, Зем­лёй, Мар­сом, Юпи­те­ром и Са­тур­ном. В даль­ней­шем к это­му спи­ску до­бав­ля­ли вновь от­кры­вае­мые П.: в 18 в. – Уран, в 19 в. – Неп­тун, в 20 в. – Плу­тон. Од­на­ко в 2006 по­сле уточ­не­ния мас­сы Плу­то­на и от­кры­тия на его ор­би­те ря­да др. объ­ек­тов, срав­ни­мых с ним по мас­се, Ме­ж­ду­нар. ас­тро­но­мич. со­юз скор­рек­ти­ро­вал оп­ре­де­ле­ние П. В ча­ст­но­сти, бы­ло до­бав­ле­но ус­ло­вие, со­глас­но ко­то­ро­му ка­ж­дая П. в про­цес­се фор­ми­ро­ва­ния долж­на гра­ви­та­ци­он­но до­ми­ни­ро­вать в ок­ре­ст­но­сти сво­ей ор­би­ты на­столь­ко, что­бы в этой об­лас­ти про­стран­ст­ва не ос­та­ва­лось др. объ­ек­тов. Т. о., с 2006 Плу­тон не счи­та­ет­ся П. и Сол­неч­ная сис­те­ма вклю­ча­ет 8 пла­нет.

В кон. 20 в. по кос­вен­ным при­зна­кам бы­ли об­на­ру­же­ны хо­лод­ные (не све­тя­щие­ся соб­ст­вен­ным све­том) объ­ек­ты, об­ра­щаю­щие­ся во­круг др. звёзд. Та­кие не­бес­ные те­ла бы­ли на­зва­ны эк­зо­пла­не­та­ми.

Орбиты планет Солнечной системы

Рис. 1. Эллиптическая орбита с эксцентриситетом e=0,4: F1 и F2 – фокусы эллипса, А – афелий, П – перигелий.

Ор­би­таль­ное дви­же­ние П. опи­сы­ва­ет­ся Ке­п­ле­ра за­ко­на­ми. Эл­лип­тич­ность ор­би­ты ха­рак­те­ри­зу­ет­ся экс­цен­три­си­те­том e, рав­ным от­но­ше­нию по­ло­ви­ны меж­фо­кус­но­го рас­стоя­ния к боль­шой по­лу­оси эл­лип­са (рис. 1). Кру­го­вой ор­би­те со­от­вет­ст­ву­ет e=0 (фо­ку­сы F₁ и F₂ сов­па­да­ют с цен­тром O). Ор­би­ты П. Сол­неч­ной сис­те­мы близ­ки к кру­го­вым (осо­бен­но ор­би­ты Ве­не­ры и Неп­ту­на: e=0,007 и e=0,011 со­от­вет­ст­вен­но). Са­мую вы­тя­ну­тую ор­би­ту сре­ди П. Сол­неч­ной сис­те­мы име­ет Мер­ку­рий (e=0,206). Экс­цен­три­си­тет по­ка­зы­ва­ет так­же, на­сколь­ко раз­ли­ча­ет­ся уда­лён­ность П. от Солн­ца в пе­ри­ге­лии (при макс. сбли­же­нии) и афе­лии (при макс. уда­ле­нии). В со­от­вет­ст­вии с за­ко­на­ми Ке­п­ле­ра ор­би­таль­ная ско­рость П. па­да­ет при уда­ле­нии от Солн­ца, при­чём на ор­би­тах с боль­шим экс­цен­три­си­те­том ско­рость в пе­ри­ге­лии зна­чи­тель­но вы­ше, чем в афе­лии. Ор­би­таль­ная ско­рость Зем­ли со­став­ля­ет ок. 30 км/с (что ис­поль­зу­ет­ся при за­пус­ке КА к дру­гим П.: ор­би­таль­ная ско­рость сум­ми­ру­ет­ся со ско­ро­стью КА от­но­си­тель­но Зем­ли). Вы­со­кие ор­би­таль­ные ско­ро­сти внут­рен­них (от­но­си­тель­но ор­би­ты Зем­ли) П. пред­став­ля­ют серь­ёз­ную про­бле­му для кос­мич. мис­сий.

Ха­рак­те­ри­сти­ки ор­бит П. на­хо­дят­ся в слож­ных ре­зо­нанс­ных со­от­но­ше­ни­ях, что, на­ря­ду с др. их осо­бен­но­стя­ми, обес­пе­чи­ва­ет ус­той­чи­вость Сол­неч­ной сис­те­мы. По­ло­же­ние ор­бит П. под­чи­ня­ет­ся за­ко­но­мер­но­стям, ко­то­рые эм­пи­ри­че­ски ус­та­нов­ле­ны в 1766 нем. учё­ным И. Ти­циу­сом. Он пред­ло­жил гео­мет­рич. про­грес­сию, опи­сы­ваю­щую ве­ли­чи­ны боль­ших по­лу­осей a ор­бит П. (см. Ти­циу­са – Бо­де пра­ви­ло). Эта про­грес­сия по­зво­ли­ла с хо­ро­шей точ­но­стью пред­ска­зать су­ще­ст­во­ва­ние П., рас­по­ло­жен­ной за Са­тур­ном на ор­би­те с a=19,6 а. е. В 1781 на ор­би­те с a=19,2 а. е. дей­ст­витель­но бы­ла от­кры­та П., на­зван­ная Ура­ном.

Си­де­ри­че­ский пе­ри­од об­ра­ще­ния П. тем боль­ше, чем даль­ше она от Солн­ца (т. к. с уда­ле­ни­ем от Солн­ца уве­ли­чи­ва­ет­ся дли­на ор­би­ты и па­да­ет ср. ор­би­таль­ная ско­рость). Зем­ля в сво­ём го­дич­ном дви­же­нии ока­зы­ва­ет­ся на сто­ро­не ор­би­ты, об­ра­щён­ной к да­лё­кой внеш­ней П., при­мер­но при од­ном и том же ор­би­таль­ном по­ло­же­нии обо­их тел, по­это­му си­но­ди­че­ские пе­рио­ды об­ра­ще­ния Юпи­те­ра, Са­тур­на, Ура­на и Неп­ту­на (в от­ли­чие от си­но­дич. пе­рио­дов об­ра­ще­ния Мер­ку­рия, Ве­не­ры и Мар­са) ма­ло от­ли­ча­ют­ся от зем­но­го го­да.

Плос­ко­сти ор­бит П. на­кло­не­ны к плос­ко­сти эк­лип­ти­ки (плос­ко­сти ор­би­ты Зем­ли) на еди­ни­цы гра­ду­сов, что объ­яс­ня­ет­ся про­ис­хо­ж­де­ни­ем П. из еди­но­го га­зо­пы­ле­во­го дис­ка. Су­ще­ст­ву­ет ги­по­те­за изо­хро­низ­ма, со­глас­но ко­то­рой на­чаль­ный пе­ри­од вра­ще­ния всех П. был пример­но оди­на­ков и со­став­лял ок. 8–9 ч. По­сле­дую­щее за­мед­ле­ние близ­ких к Солн­цу П. (по­те­рю вра­ща­тель­но­го мо­мен­та) в со­от­вет­ст­вии с этой ги­по­те­зой объ­яс­ня­ют сле­дую­щи­ми при­чи­на­ми. При­лив­ное воз­дей­ст­вие Лу­ны не­зна­чи­тель­но, но по­сто­ян­но за­мед­ля­ет вра­ще­ние Зем­ли. За­мед­ле­ние вра­ще­ния Зем­ли и Мар­са мог­ло про­изой­ти в ре­зуль­та­те столк­но­ве­ний с ас­те­рои­да­ми и др. не­бес­ны­ми те­ла­ми на ран­них эта­пах фор­ми­ро­ва­ния П. (см. в ст. Кос­мо­го­ния). В тот же пе­ри­од ор­би­таль­ная ско­рость пла­не­то­об­ра­зую­щих тел на ор­би­те Мер­ку­рия бы­ла на­столь­ко вы­со­ка, что про­цес­сы его раз­ру­ше­ния пре­ва­ли­ро­ва­ли над про­цес­са­ми об­ра­зо­ва­ния. В фор­ми­ро­ва­нии пе­рио­да вра­ще­ния Мер­ку­рия гл. роль иг­ра­ли вы­со­кий экс­цен­три­си­тет его ор­би­ты и ре­зо­нанс­ное при­лив­ное воз­дей­ст­вие Солн­ца. В ре­зуль­та­те пе­рио­ды об­ра­ще­ния Мер­ку­рия и его вра­ще­ния во­круг сво­ей оси от­но­сят­ся как ³/₂ (за 2 обо­ро­та во­круг Солн­ца Мер­ку­рий со­вер­ша­ет ров­но 3 обо­ро­та во­круг оси). Зна­чи­тель­но слож­нее объ­яс­нить чрез­вы­чай­но мед­лен­ное и рет­ро­град­ное (об­рат­ное по зна­ку) вра­ще­ние Ве­не­ры (при­чём ор­би­таль­ный пе­ри­од Зем­ли от­но­сит­ся к си­де­рич. пе­рио­ду вра­ще­ния Ве­не­ры поч­ти точ­но как ³/₂). Для то­го что­бы на­столь­ко за­мед­лить вра­ще­ние Ве­не­ры, не­об­хо­ди­мо бы­ло рас­се­ять энер­гию, эк­ви­ва­лент­ную той, что из­лу­ча­ет Солн­це бо­лее чем за 1 час.

Оси вра­ще­ния ря­да П. (Зем­ли, Мар­са, Са­тур­на и Неп­ту­на) зна­чи­тель­но на­кло­не­ны к плос­ко­сти ор­би­ты. По­это­му ко­ли­че­ст­во сол­неч­но­го те­п­ла, по­лу­чае­мо­го сев. и юж. по­лу­ша­рия­ми этих П., в раз­ных точ­ках ор­би­ты су­ще­ст­вен­но раз­ли­ча­ет­ся: на П. на­блю­да­ют­ся вы­ра­жен­ные вре­ме­на го­да.

Физические характеристики планет Солнечной системы

Мас­сы П. не мо­гут пре­вы­шать оп­ре­де­лён­но­го пре­де­ла. При дос­ти­же­нии мас­сой не­бес­но­го те­ла ве­ли­чи­ны 1,3% мас­сы Солн­ца (ок. 13 масс Юпи­те­ра) темп-ра в цен­тре те­ла в ре­зуль­та­те его гра­ви­тац. сжа­тия по­вы­ша­ет­ся до уров­ня, дос­та­точ­но­го для про­те­ка­ния тер­мо­ядер­ной ре­ак­ции на ос­но­ве од­но­го из изо­то­пов во­до­ро­да (из во­до­ро­да пре­им. со­сто­ят га­зо­пы­ле­вые об­ла­ка, где фор­ми­ру­ют­ся звёз­ды и П.). Та­ким об­ра­зом не­бес­ное те­ло ста­но­вит­ся звез­дой.

Плот­ность ρ, дав­ле­ние p и темп-ра Т воз­рас­та­ют к цен­тру П. и дос­ти­га­ют очень боль­ших ве­ли­чин. Для цен­тра Зем­ли p=3,6·10¹¹ Па (ок. 3,6 млн. ат­мо­сфер), Т=(5–6)·10³ К, ρ=12500 кг/м³. Дав­ле­ние в цен­тре са­мой круп­ной П. Сол­неч­ной сис­те­мы (Юпи­те­ра) оце­ни­ва­ет­ся ве­ли­чи­ной (5–7)·10¹² Па (50–70 млн. ат­мо­сфер), а темп-ра – ве­ли­чи­ной (25–30)·10³ К.

Поч­ти все П. Сол­неч­ной сис­те­мы име­ют ат­мо­сфе­ру (она от­сут­ст­ву­ет толь­ко у Мер­ку­рия, об­ла­даю­ще­го силь­но раз­ре­жен­ной эк­зо­сфе­рой). Со­став пла­нет­ных ат­мо­сфер оп­ре­де­ли­ли про­цес­сы фор­ми­ро­ва­ния и эво­лю­ции П. Наи­бо­лее мас­сив­ные П. (Юпи­тер и Са­турн) со­хра­ни­ли пер­вич­ные во­до­род­но-ге­лие­вые ат­мо­сфе­ры.

Уда­лён­ность П. от Солн­ца оп­ре­де­ля­ет ве­ли­чи­ну па­даю­щей на П. сол­неч­ной ра­диа­ции: плот­ность сол­неч­ной ра­диа­ции на ор­би­те Мер­ку­рия пре­вы­ша­ет зем­ную при­мер­но в 6,7 раза, а на ор­би­те Неп­ту­на – мень­ше зем­ной в 903 раза. До­лю сол­неч­ной ра­диа­ции, от­ра­жае­мой ка­ж­дой П., по­ка­зы­ва­ет ве­ли­чи­на её сфе­рич. аль­бе­до; ос­тав­шая­ся часть сол­неч­ной ра­диа­ции по­гло­ща­ет­ся П. Эф­фек­тив­ная (на­блю­дае­мая из­вне) ра­диа­ци­он­ная тем­пе­ра­ту­ра оп­ре­де­ля­ет по­ток энер­гии, из­лу­чае­мой са­мой П. Эф­фек­тив­ные темп-ры Юпи­те­ра, Са­тур­на и Неп­ту­на пре­вы­ша­ют рав­но­вес­ное зна­че­ние: эти П. из­лу­ча­ют в про­стран­ст­во в 1,8–2,5 раза боль­ше энер­гии, чем по­лу­ча­ют от Солн­ца. При этом из­лу­ча­ет­ся энер­гия, по­лу­чен­ная П. в про­цес­се их фор­ми­ро­ва­ния, а так­же энер­гия, вы­де­ляе­мая в ре­зуль­та­те гра­ви­тац. диф­фе­рен­циа­ции – по­гру­же­ния к цен­тру П. бо­лее тя­жё­лых ком­по­нен­тов.

Рис. 2. Сравнительные размеры Земли (слева внизу) и Юпитера.

П. Сол­неч­ной сис­те­мы ус­лов­но де­лят на 2 груп­пы, раз­де­лён­ные Глав­ным поя­сом ас­те­рои­дов: П. зем­но­го ти­па и пла­не­ты-ги­ган­ты, вклю­чаю­щие две под­груп­пы (соб­ст­вен­но пла­не­ты-ги­ган­ты и ле­дя­ные ги­ган­ты). П., от­но­ся­щие­ся к раз­ным груп­пам, зна­чи­тель­но раз­ли­ча­ют­ся по раз­ме­ру (рис. 2), фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­кам и по­ло­же­нию в Сол­неч­ной сис­те­ме. Изу­че­ни­ем фи­зич. свойств П., их строе­ния и хи­мич. со­ста­ва за­ни­ма­ет­ся пла­не­то­ло­гия. Осн. ха­рак­те­ри­сти­ки П. Сол­неч­ной сис­те­мы при­ве­де­ны в таб­ли­це (см. стр. 350) (дан­ные по­сто­ян­но уточ­ня­ют­ся).

Планеты земного типа

Рис. 3. Сравнительные размеры планет земной группы: Меркурий (а), Венера (б), Земля (в), Марс (г).

К этой груп­пе от­но­сят Мер­ку­рий, Ве­не­ру, Зем­лю и Марс. От ос­таль­ных П. Сол­неч­ной сис­те­мы их от­ли­ча­ют вы­со­кая плот­ность, бли­зость к Солн­цу, мед­лен­ное вра­ще­ние во­круг сво­ей оси и бы­строе дви­же­ние по ор­би­те, на­ли­чие твёр­дой по­верх­но­сти, ма­лое чис­ло (или пол­ное от­сут­ст­вие) спут­ни­ков. П. зем­но­го ти­па су­ще­ст­вен­но мень­ше пла­нет-ги­ган­тов, но и раз­ли­чие раз­ме­ров внут­ри груп­пы зна­чи­тель­но (рис. 3). Внутр. строе­ние П. этой груп­пы в це­лом по­доб­но строе­нию Зем­ли: ме­тал­лич. двух­слой­ное яд­ро ок­ру­же­но про­тя­жён­ной ман­ти­ей и ко­рой, со­стоя­щей из си­ли­кат­ных гор­ных по­род. С элек­трич. то­ка­ми, цир­ку­ли­рую­щи­ми в жид­ком яд­ре Зем­ли, свя­за­но ди­поль­ное маг­нит­ное по­ле П. (см. Зем­ной маг­не­тизм). У Ве­не­ры и Мар­са от­сут­ст­вует ди­поль­ное маг­нит­ное по­ле. Пред­по­ла­га­ет­ся, что при­чи­нами это­го могут быть твёр­дое со­стоя­ние их ме­тал­лич. ядер, мед­лен­ное вра­ще­ние Ве­не­ры и др. осо­бен­но­сти их строе­ния. У Мер­ку­рия, не­смот­ря на его мед­лен­ное вра­ще­ние, име­ет­ся ди­поль­ное маг­нит­ное по­ле (на­пря­жён­но­стью ок. 1% зем­но­го). Ме­тал­лич. яд­ро Мер­ку­рия, в от­ли­чие от ядер др. П., со­став­ля­ет при­мер­но 76% его ра­диу­са; на ко­ру и ман­тию при­хо­дит­ся слой не бо­лее 600–700 км.

Мас­са П. зем­но­го ти­па не­дос­та­точ­на для то­го, что­бы удер­жать в их ат­мо­сфе­рах во­до­род и ге­лий. Эти га­зы бы­ли поте­ря­ны П. в про­цес­се фор­ми­ро­ва­ния, а их вто­рич­ные ат­мо­сфе­ры поя­ви­лись в ре­зуль­та­те за­хва­та П. про­то­пла­нет­ных тел и про­цес­сов, про­ис­хо­див­ших в твёр­дом ве­ще­ст­ве ко­ры. Ве­не­ра об­ла­да­ет са­мой мощ­ной (сре­ди П. зем­но­го ти­па) ат­мо­сфе­рой: её мас­са (0,47·10²¹ кг) срав­ни­ма с мас­сой океа­нов Зем­ли (1,45·10²¹ кг). Ат­мо­сфе­ра Ве­не­ры со­сто­ит пре­им. из уг­ле­ки­сло­го га­за; при­мер­но та­ким же ко­ли­че­ст­вом уг­ле­ки­сло­го га­за об­ла­да­ет Зем­ля в свя­зан­ных кар­бо­нат­ных фор­мах. Мас­са азо­та оди­на­ко­ва в ат­мо­сфе­рах обе­их П. Ки­сло­род в ат­мо­сфе­ре Зем­ли име­ет био­ген­ное про­ис­хо­ж­де­ние. Марс об­ла­да­ет весь­ма раз­ре­жен­ной ат­мо­сфе­рой, со­стоя­щей в осн. из уг­ле­ки­сло­го га­за. Дав­ле­ние у по­верх­но­сти Мар­са в 160 раз ни­же зем­но­го, в то вре­мя как на Ве­не­ре в 95 раз вы­ше.

Темп-ра по­верх­но­сти П. оп­ре­де­ля­ет­ся дву­мя осн. фак­то­ра­ми: плот­но­стью сол­неч­ной ра­диа­ции и пар­ни­ко­вым эф­фек­том в ат­мо­сфе­ре П. У Мер­ку­рия, прак­ти­че­ски ли­шён­но­го ат­мо­сфе­ры и рас­по­ло­жен­но­го к Солн­цу бли­же дру­гих П., темп-ра по­верх­но­сти днём мо­жет пре­вы­шать 600 К, а но­чью па­дать до 90 К. Т. к. те­п­ло­вой ре­жим П. этой груп­пы рав­но­вес­ный, ка­ж­дая П. из­лу­ча­ет в кос­мич. про­стран­ст­во столь­ко же энер­гии, сколь­ко по­гло­ща­ет с сол­неч­ной ра­диа­ци­ей. Од­на­ко П. из­лу­ча­ет в ИК-диа­па­зо­не спек­тра, где про­зрач­ность ат­мо­сфе­ры мо­жет быть не­ве­ли­ка. В ре­зуль­та­те при­по­верх­но­ст­ная темп-ра П. ока­зы­ва­ет­ся вы­ше её эф­фек­тив­ной ра­ди­ац. темп-ры – воз­ни­ка­ет пар­ни­ко­вый эф­фект, ко­то­рый для Зем­ли со­став­ля­ет 33 К, для Ве­не­ры – ок. 500 К. Т. о., Ве­не­ра име­ет са­мую вы­со­кую сре­ди П. Сол­неч­ной сис­те­мы темп-ру по­верх­но­сти (735 К). При та­кой темп-ре во­да не мо­жет на­хо­дить­ся в жид­ком со­стоя­нии. Ни­чтож­ное со­дер­жа­ние во­ды в ат­мо­сфе­ре Ве­не­ры ука­зы­ва­ет на то, что в ис­то­рии П. про­ис­хо­ди­ли про­цес­сы, вы­звав­шие ин­тен­сив­ную по­те­рю во­ды.

Уг­ле­кис­лый газ в ат­мо­сфе­ре Мар­са так­же вы­зы­ва­ет пар­ни­ко­вый эф­фект. Од­на­ко плот­ность ат­мо­сфе­ры здесь столь низ­ка, что пар­ни­ко­вый эф­фект на Мар­се со­став­ля­ет еди­ни­цы гра­ду­сов. Ср. темп-ра по­верх­но­сти Мар­са ок. 210–215 К, темп-ра ле­том на эк­ва­то­ре мо­жет дос­ти­гать 280 К, а зи­мой на по­лю­сах – по­ни­жать­ся до 150 К. Под­роб­ная съём­ка, про­ве­дён­ная с КА, по­ка­за­ла, что в не­ко­то­рых мес­тах на по­верх­но­сти Мар­са спо­ра­ди­че­ски по­яв­ля­ют­ся по­то­ки во­ды, об­ра­зую­щие­ся при тая­нии под­поч­вен­ной мерз­ло­ты. Зна­чит. часть за­па­сов во­ды Мар­са бы­ла по­те­ря­на в те­че­ние его ис­то­рии.

Планеты-гиганты и ледяные гиганты

Рис. 4. Сравнительные размеры планет-гигантов и ледяных гигантов: Юпитер (а), Сатурн (б), Уран (в), Нептун (г).

Поч­ти до кон. 20 в. к груп­пе, на­зы­вае­мой пла­не­та­ми-ги­ган­та­ми, от­но­си­ли Юпи­тер, Са­турн, Уран и Неп­тун. Од­на­ко в по­след­нее вре­мя эту груп­пу при­ня­то де­лить на 2 под­груп­пы, вклю­чаю­щие соб­ст­вен­но пла­не­ты-ги­ган­ты (Юпи­тер, Са­турн) и ле­дя­ные ги­ган­ты (Уран и Неп­тун); диа­мет­ры пер­вых пре­вы­ша­ют диаметр Земли в 10–11 раз, а вто­рых – лишь в 4 раза (рис. 4).

Все П. этой груп­пы от­ли­ча­ет низ­кая плот­ность, зна­чит. уда­лён­ность от Солн­ца, бы­строе вра­ще­ние во­круг сво­ей оси и мед­лен­ное дви­же­ние по ор­би­те. У этих П. нет твёр­дой по­верх­но­сти, их на­блю­дае­мая по­верх­ность – это внеш­ний слой об­ла­ков. П. этой груп­пы име­ют мно­го спут­ни­ков, при­чём дан­ные об их чис­ле по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся, по­сколь­ку от­кры­ва­ют но­вые не­боль­шие спут­ни­ки. Пред­по­ла­га­ет­ся, что с об­ра­зо­ва­ни­ем и воз­мож­ным раз­ру­ше­ни­ем спут­ни­ков П. свя­за­ны коль­ца, ко­то­ры­ми об­ла­да­ют все П. этой груп­пы (см. Коль­ца пла­нет). Наи­бо­лее ши­ро­кое и плот­ное коль­цо у Са­тур­на, ос­таль­ные коль­ца уве­рен­но на­блю­да­ют­ся толь­ко с КА.

Юпи­тер и Са­турн – са­мые боль­шие из П. Сол­неч­ной сис­те­мы: мас­са Юпи­те­ра пре­вы­ша­ет мас­су всех ос­таль­ных П., вме­сте взя­тых, а мас­са Са­тур­на пре­вы­ша­ет сум­мар­ную мас­су всех ос­таль­ных П. без Юпи­те­ра. Низ­кая плот­ность этих двух П. ука­зы­ва­ет на их во­до­род­но-ге­лие­вый со­став (на Н и Не при­хо­дит­ся ок. 92% всей мас­сы этих П.). Уран и Неп­тун в совр. клас­си­фи­ка­ции на­зы­ва­ют ле­дя­ны­ми ги­ган­та­ми или пла­не­та­ми-океа­на­ми. Под льда­ми в фи­зи­ке пла­нет по­ни­ма­ют ле­ту­чие ве­ще­ст­ва (во­ду, ме­тан и ам­ми­ак), ко­то­рые в оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях пе­ре­хо­дят в твёр­дую фа­зу. На льды при­хо­дит­ся зна­чит. часть мас­сы Ура­на и Неп­ту­на.

Пред­став­ле­ния о внутр. строе­нии Юпи­те­ра и Са­тур­на опи­ра­ют­ся на тео­рию фи­гур га­зо-жид­ких тел. Рас­чёт­ные мо­де­ли ос­но­ва­ны на том, что вра­ще­ние из­ме­ня­ет струк­ту­ру га­зо-жид­ко­го те­ла и при­во­дит к от­кло­не­нию гра­ви­тац. по­тен­циа­ла от сфе­ри­че­ски сим­мет­рич­но­го. Внут­рен­нее строе­ние Юпи­те­ра оп­ре­де­ля­ет­ся его ог­ром­ной мас­сой. Тол­щи­ну его ат­мо­сфе­ры при­ни­ма­ют близ­кой к 1500 км. Со­глас­но тео­ре­тич. мо­де­лям и из­ме­ре­ни­ям, вы­пол­нен­ным с КА, под ат­мо­сфе­рой Юпи­те­ра дол­жен на­хо­дить­ся слой га­зо-жид­ко­го мо­ле­ку­ляр­но­го во­до­ро­да тол­щи­ной до 7000 км. Ни­же, на уров­не 0,88 ра­диу­са П., мо­ле­ку­ляр­ный во­до­род пол­но­стью пе­ре­хо­дит в жид­кое со­стоя­ние с плот­ностью до 660 кг/м³. На уров­не 0,77 ра­диу­са, где дав­ле­ние дос­ти­га­ет 5·10¹¹ Па (5 млн. атм), а темп-ра – 10000 К, во­до­род пе­ре­хо­дит в жид­кую ме­тал­лич. фа­зу. Яд­ро П. по мас­се пре­вы­ша­ет 5 масс Зем­ли и име­ет, ве­ро­ят­но, ме­тал­ло­си­ли­кат­ный со­став. Строе­ние Са­тур­на по­доб­но строе­нию Юпи­те­ра, но га­зо-жид­кая ат­мо­сфе­ра про­сти­ра­ет­ся глуб­же. Об­ла­ка Юпи­те­ра со­сто­ят в осн. из кон­ден­си­ров. ам­миа­ка с при­ме­ся­ми др. ве­ществ, в об­ла­ках Са­тур­на, на­ря­ду с ам­миа­ком, при­сут­ст­ву­ет кон­ден­си­ров. ме­тан.

Боль­шин­ст­во рас­чё­тов, на ко­то­рые опи­ра­ют­ся мо­де­ли строе­ния Ура­на и Неп­ту­на, ос­но­ва­но на т. н. трёх­слой­ной мо­де­ли: яд­ро из скаль­ных (си­ли­кат­ных) по­род, же­ле­за и ни­ке­ля; сред­ний (жид­кий) слой и во­до­род­но-ге­лие­вая ат­мо­сфе­ра. Льды сред­не­го слоя – это смесь ле­ту­чих ве­ществ: пре­им. во­ды с не­боль­ши­ми ко­ли­че­ст­ва­ми ме­та­на и ам­миа­ка. Льды Неп­ту­на (гл. обр. во­дя­ные) со­став­ля­ют бо­лее по­ло­ви­ны его мас­сы (от­сю­да назв. «пла­не­та-оке­ан»). Мас­са яд­ра Неп­ту­на оце­ни­ва­ет­ся в 1,2 мас­сы Зем­ли. В об­ла­ках Ура­на и Неп­ту­на пре­об­ла­да­ет кон­ден­си­ров. ме­тан.

С внутр. строе­ни­ем П. свя­за­но их маг­нит­ное по­ле, при­чём у Юпи­те­ра на­блю­да­ют­ся как ди­поль­ные, так и муль­ти­поль­ные ком­по­нен­ты (неск. пар маг­нит­ных по­лю­сов, соз­даю­щих по­ля не­оди­на­ко­вой на­пря­жён­но­сти). Не­обыч­ны маг­нит­ные по­ля Ура­на и Неп­ту­на, по­лу­чив­шие назв. «на­клон­ный ро­та­тор» из-за на­кло­на и сме­ще­ния осей их маг­нит­ных ди­по­лей от осей вра­ще­ния П. На уров­не ви­ди­мой по­верх­но­сти об­ла­ков ин­дук­ция маг­нит­но­го по­ля Юпи­те­ра со­став­ля­ет (4–5)·10^–4 Тл. Зна­чи­тель­но сла­бее маг­нит­ные по­ля Са­тур­на (0,20·10^–4 Тл), Ура­на (0,23·10^–4 Тл) и Неп­ту­на (0,13·10^–4 Тл). Для срав­не­ния ин­дук­ция маг­нит­но­го по­ля Зем­ли со­став­ля­ет 0,32·10^–4 Тл.