27/12/2022
VẬẠT LÝ HỆ MẶT TRỜI


ị
d*
VẠT LÝ CÁC HÀNH TINH KIỂU SAO MỌC

27/12/2022
Giới thiệu về các hành tinh kiểu Sao Mộc
Hành tinh: Định nghĩa eee©
Định nghĩa hành tinh
Hành tinh là một thiên thể 1. quay xung quanh Mặt Tròi, 2. có khối lượng đủ lớn để lực hắp dẫn của chính nó làm cho nó có dạng cầu
3. đã dọn sạch miền lân cận của nó. 27/12/2022
Hành tinh kiểu Sao Mộc: Giới thiệu
Tại sao lại là kiểu Sao Mộc?
-Ổ Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương được gọi là các hành tinh
kiểu Sao Mộc.
+ Các hành tinh này có kích thước rất lớn so với Trái Đất, và chúng cấu tạo chủ yếu từ chất khí giống như Sao Mộc - chủ yếu là
hydrogen, helium và các loại khí và băng.
» _ Các hành tinh này còn được gọi là "những hành tinh khí khổng lồ".
hffps:⁄solarsystem.nasa.gov/

Hành tinh kiêu Sao Mộc: Giới thiệu

Khoảng cách đến Mặt Trời
Urarius
Khoảng cách trung bình từ các hành tinh kiểu Sao Mộc từ Mặt Trời. Các quỹ đạo được vẽ gần đúng
theo tỷ lệ.
Tính chất vật lý của các hành tinh kiểu Sao Mộc
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc Sao Mộc và Sao Thỗ
«Ổ Chúng được tạo thành hầu như hoàn toàn từ hydrogen và helium, chỉ có một vài phần trăm khối lượng của chúng là các hợp chất của hydrogen và
thậm chí một lượng nhỏ hơn là từ đá và kim loại.
° Thành phần chung của chúng gần giống với thành phần của Mặt Trời hơn là thành phần của các hành tinh đá.
27/12/2022
27/12/2022
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc

Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương
» Các hành tinh này chứa tỷ lệ khí hydrogen và helium
nhỏ hơn Sao Mộc và Sao Thổ.
« Chúng được cấu tạo chủ yếu từ các hợp chất của hydrogen như nước (H;O), metan (CH¿) và amoniac
(NH;), và một lượng nhỏ kim loại và đá.

Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc

Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
Uranus D30) Saturn e from Sun = 19.2 AU trom Sun = 30.1 AU Distance from Sun = 9.54 AU
“Eanh Density = 1.33 g/cm? y L TM loi u Composition: H compounds,
Composition: mostly H, He Composition: mostly H, He Go NA... rock, H and He

Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương 27/12/2022
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc

Sự khác biệt về mật độ (khối lượng riêng)
- _ Sao Thổ có mật độ nhỏ hơn đáng kể so với Sao Thiên Vương hoặc Sao Hải Vương. Điều này có thể dự đoán từ thành phần của nó, bởi vì các hợp chất hydrogen, đá và kim loại tạo nên Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương
thường đặc hơn nhiều so với khí hydrogen hoặc helium.
5 Tương tự, chúng ta dự đoán sao Mộc thậm chí còn có mật độ nhỏ hơn Sao
Thổ - nhưng thực tế không phải vậy.
- Để hiểu được mật độ cao đáng kinh ngạc của Sao Mộc, cần xem xét ảnh
hưởng của lực hấp dẫn của các hành tinh lớn lên chính bản thân chúng.
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc

Sự khác biệt về mật độ
» - Việc tạo ra một hành tinh từ hydrogen và helium cũng giống như việc tạo ra một hành tinh từ những chiếc gối
mềm mại.
+ Việc tăng thêm số gối sẽ làm tăng chiều cao của cột, nhưng các gối sẽ
chồng lên nhau và bị nén lại, làm cho

mật độ lớn hơn.
Việc thêm khối lượng vào một hành tinh kiểu Sao Mộc sẽ làm tăng mật độ của nó hơn là tăng bán kính của nó. Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
Sự khác biệt về mật độ
» - Việc tạo ra một hành tinh từ hydrogen và helium cũng giống như việc tạo ra một hành tinh từ những chiếc gối
mềm mại.
- Việc tăng thêm số gối sẽ làm tăng chiều cao của cột, nhưng các gối sẽ chồng lên nhau và bị nén lại, làm cho
mật độ lớn hơn.
Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
tadlus of planet (.Jupiter radli)

27/12/2022

Sămlarjy arkắng mass t0 a j2vian planet €ventually would iacrease iIs đensiiy father than increase ts radiiut
dupiter Ễ
Saturn
03 1 3 10 mass of planet (.Jupiter masses)
Giản đồ này cho thấy bán kính phụ
thuộc vào khối lượng như thế nào đối
với hành tinh chứa hydrogen / helium.

Sự quay và hình dạng của hành tinh kiểu Sao Mộc
«_ Các hành tinh kiểu Sao Mộc quay nhanh hơn nhiều so với bất kỳ hành tinh
đá nào.
- Việc xác định tốc độ quay của các hành tinh này khá khó khăn vì chúng
không có bề mặt rắn.
+ Các hành tinh kiểu Sao Mộc không quay như những quả bóng rắn: tốc độ
quay của chúng thay đổi theo vĩ độ: các vùng ở gần xích đạo quay nhanh
hơn so với các vùng ở gần cực. Thành phần cấu tạo của các hành tinh kiểu Sao Mộc
27/12/2022

Sự quay và hình dạng của hành tinh kiểu Sao Mộc
- Tốc độ quay nhanh của các hành tinh khí ảnh hưởng đến hình dạng
của chúng.
- Dưới tác dụng của riêng lực hấp dẫn, các hành tinh khí sẽ có dạng
những hình cầu hoàn hảo.

«_ Sự tự quay khiến chúng không giống như những quả cầu hoàn hảo, vì nó
làm cho vật chất phình ra bên ngoài.
Cấu trúc của các hành tinh khí
Cấu trúc của Sao Mộc
-_ Cấu tạo bên trong của Sao Mộc có
sự phân lớp khá rõ ràng.
+ Các lớp không khác nhau nhiều về thành phần - trừ phần lõi ra, các lớp còn lại đều cấu tạo chủ yếu từ
hydrogen và helium.
«_ Các lớp chủ yếu khác nhau về pha
của hydrogen cấu tạo nên chúng.

Pr@sSure temperature dJupiter density (bars) () (g/cm")
1 125 S00,000 2000
0.0002 05 10

2000.000 5000
100,000,000 20000 atmosphere Crust
Core of rock, metals. mantle
and hydrogen compounds core 27/12/2022
Cấu trúc của các hành tỉnh khí

Cấu trúc của các hành tinh khí
các đám mây `
hydrogen dạng khí



hydrogen lỏng các đám mây ` hydrogen kim loại hydrogen dạng Khí core:
đã, kim loại,
đá, kim loại, hợp chất của nước, methane, ammonia
dupiter Saturn Uranus Neptune
Tất cả bốn hành tinh khí đều có lõi có khối lượng tương đương, cấu trúc bên trong của chúng khác nhau chủ yếu ở các lớp hydrogen / helium bao quanh lõi của chúng.

Khí quyên của các hành tinh khí 27/12/2022
.e°6
se55° Khí quyên ss°6
+ Định nghĩa
-_ Khí quyển của các hành tinh khí là phần của các hành tinh có thể nhìn thấy bằng kính thiên văn và tàu thám hiểm vũ trụ, có gió và thời tiết hoạt động mạnh, với những đám mây đầy màu sắc và những cơn
bão lớn.

Thành phần
Thành phần khí quyển
+ Những bầu khí quyển này chủ yếu được tạo thành từ khí hydrogen và
helium, trộn với một lượng nhỏ các hợp chất hydrogen khác.
« _ Các hợp chất phổ biến chứa H; 5 Methane (CH4); * _ Ammonia (NHà); 5Ö _ Water (H2O). 5Ö . Khác: acetylene (C2H2), ethane (C2Hê), propane (C23Ha).
10 27/12/2022
Cấu trúc khí quyên

Cấu trúc khí quyển của Sao Mộc
«_ Cấu trúc nhiệt độ của khí quyển Sao Mộc rất giống với cấu trúc nhiệt độ “ ".— của khí quyển Trái Đất.
stratosphere
+ Có 3 tầng chính
+ _ Nhiệt quyển « _ Tầng bình lưu
-_ Tầng đối lưu
ptessure (bar§)
altitude above cloudtops (km)

temperature (K)
Cấu trúc khí quyên

Cấu trúc khí quyển của Sao Mộc
+ Lớp cao nhất - nhiệt quyển — chứa các khí có mật độ rất thấp được làm nóng đến khoảng 1000 K bởi tia X từ Mặt Trời và bởi các hạt năng lượng từ
từ quyển của Sao Mộc.
-_ Tầng bình lưu nằm dưới khí quyển nhưng vẫn ở trên các đám mây, tầng này chứa một số khí có thể hấp thụ tia cực tím.
- - Nằm dưới tầng bình lưu là tầng đối lưu của Sao Mộc, nơi nhiệt độ tăng theo
độ sâu do khí nhà kính giữ lại cả nhiệt từ Mặt Trời và nhiệt lượng bên trong của Sao Mộc.
11 Cấu trúc khí quyên
Cấu trúc khí quyển của Sao Thổ
« Khí quyển Sao Thổ có cùng cấu
trúc ba tầng như Sao Mộc.
- Nhiệt độ tổng thể thấp hơn khiến các lớp này nằm sâu hơn trong bầu
khí quyển của Sao Thổ.
Cấu trúc khí quyên
27/12/2022
CC VU vo
troposphere
altltude above cloudtops (km)

200 temperature (K)
Cấu trúc khí quyển của các hành tinh khí
Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương lạnh đến mức bắt kỳ lớp mây nào tương tự như của Sao Mộc hoặc Sao Thỏ sẽ bị chôn vùi quá sâu trong bầu khí quyển của chúng mà chúng ta không thể nhìn thấy được.
Do đó, chúng ta không biết liệu những đám mây như vậy có tồn tại trên hai hành tinh này hay không.
à 8
altitude above cloudtops (km)

stratosphere
12 27/12/2022
Cấu trúc khí quyên

Mây và màu sắc: Sao Mộc và Sao Thỗ
-_ Các đám mây hơi nước trên Sao Mộc và Sao Thổ có khả năng phản chiếu ánh sáng trắng, điều tương tự cũng xảy ra với các đám mây tầng trên cấu
tạo từ amoniac.
° Ngược lại, những đám mây ở giữa cấu tạo từ amoni hydrosulfide phản
chiếu ánh sáng màu nâu và đỏ (mặc dù không ai biết chính xác tại sao).
-_ Nhiều khả năng, màu sắc trong những đám mây này đến từ các hợp chất chưa được xác định, được tạo ra bởi các phản ứng hóa học sâu hơn trong
khí quyển và sau đó được chuyển lên trên nhờ đối lưu.
Cấu trúc khí quyên

Mây và màu sắc: Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương
+ Màu xanh lam của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đến từ khí mêtan, khí có tỷ lệ lớn hơn ít nhất 20 lần (theo tỷ lệ phần trăm) so
với trên Sao Mộc hoặc Sao Thổ.

- _ Khí mêtan trong bầu khí quyển phía trên của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương hấp thụ ánh sáng đỏ, chỉ cho phép ánh sáng xanh xuyên qua đến mức mà các đám mây mêtan tồn tại. Các đám mây mêtan phản chiếu ánh
sáng xanh này lên trên, tạo cho các hành tinh màu xanh lam của chúng.
13 Từ trường của các hành tỉnh khí
Các điều kiện để có từ trường
« _ Điều kiện để một hành tinh có từ trường
1. Tồn tại một vùng bên trong là chất lưu dẫn điện (lỏng hoặc khí), chẳng hạn như kim loại nóng chảy.
2. Có sự đối lưu trong lớp chất lưu đó.
3. Tốc độ tự quay của hành tinh không
quá chậm hoặc quá nhanh.
27/12/2022

«_ Đối với sao Mộc: sự tồn tại của lớp hydro kim loại dày và sự quay nhanh của
nó, giải thích từ trường mạnh của sao Mộc.
14 27/12/2022
Từ quyển của Sao Mộc

Từ quyển của Sao Mộc
- _ Từ quyển của Sao Mộc chứa nhiều hạt mang điện hơn Trái Đất, phần lớn là
do nó có một nguồn cung cấp hạt mang điện khác: vệ tinh lo.
«_ Đến lượt mình, từ quyển của Sao Mộc lại có những ảnh hưởng quan trọng
đến lo và các vệ tinh khác của Sao Mộc.
Từ quyên của Sao Mộc

Từ quyền của Sao Mộc
magRetic
RS `) ị ụ
aXi$ of rotation
Thase ultraviolef images show auroral 20s ír 5,000,000 km ” v lupIter 5 polar regians, much like those œr\ Earth

15 Từ quyển của Sao Mộc
Từ quyền của Sao Mộc
Khí thoát ra từ các núi lửa của lo
tạo ra một vòng các hạt tích điện x \ bao quanh Sao Mộc.

T= tube Plasma
torus lạ)
Europa
Neutral
cloud Ganyfnedẻe
Các vệ tinh lo và Europa của Sao Mộc tương tác đáng kể với từ quyển khổng lồ của hành tinh. Ví dụ, mỗi giây, khoảng một tấn nguyên tử trung hòa từ bầu khí quyển của lo bị ion hóa và trở thành một phần của hình xuyến plasma bao quanh hành tinh.


27/12/2022
16 Từ quyên của các hành tinh khí
So sánh từ quyền của các hành tinh khí
Các hành tỉnh khí khác cũng có từ trường và từ quyển, nhưng yếu hơn nhiều so với Sao Mộc (mặc dù vẫn mạnh hơn nhiều so với từ trường của Trái Đất).
Cường độ từ trường của mỗi hành tinh phụ thuộc chủ yếu vào kích thước của
lớp chất lưu dẫn điện bên trong nó.
Vành đai của các hành tinh khí
27/12/2022
eseeee@ s

17 27/12/2022
Vành đai Sao Thổ

Vành đai của Sao Thổ

a Thỉs Earth-based telescopic view of b This image of Saturn“s rings from the € Artists conception of particles Saturn makes the rings look like large, Cassini spacecraft reveals many individual in a ring system. Particles clump concentric sheets. The dark gap within the rings separated by narrow gaps. together because of gravity, but rings is called the Cass/ni division. small random velocities cause
collisions that break them up.
Vành đai Sao Thổ

Các đặc điểm của vành đai Sao Thổ
- Vành đai của Sao Thổ được cấu tạo ra từ các khối băng (H;O) có hệ số phản xạ tương đối lớn. + Các vành đai này trong khá sáng do số lượng các khối băng đủ lớn để cản ánh sáng Mặt Trời và tán xạ ánh sáng Mặt Trời. + _ Các khoảng trống là nơi có ít khối băng, do đó chúng phản xạ ánh sáng kém hơn. «_ Mỗi phần tử riêng lẻ quay quanh Sao Thổ một cách độc lập theo định luật Kepler, vì vậy các vành đai giống như tập hợp vô số vệ tinh nhỏ. « _ Các phần tử của vành đai gần nhau đến mức chúng thường xuyên va chạm,
và những va chạm này làm cho vành đai mỏng đi.
18 27/12/2022
Vành đai của các hành tinh khí
Vành đai của các hành tỉnh khí


.«ee© eee© ` cày ĩ ` - „ ee5°6© Vành đai của các hành tinh khí tong @s° s° Vành đai của các hành tinh khí -® xà Sao Mộc Sao Thổ Sao Thiên Vương Sao Hải Vương
+ Các hành tinh khí khác đều có vành đai riêng, chúng mờ hơn nhiều so với
trong các bức ảnh.
-_ Các phần tử của chúng thường nhỏ hơn, tối hơn và ít hơn các phần tử ở
vành đai Sao Thổ.
19 27/12/2022

.e°6 ee6© ^^.
Vì sao các hành tinh khí có vành đai? Tang ee°©6 CÁ Nguyên nhân hình thành vành đai jovian planet Nguồn gốc của các vành đai của các hành tinh khí + _ Các phần tử của vành đai có thể có nguồn gốc từ sự phá hủy các vệ tinh nhỏ được hình thành trong các đĩa khí bao quanh các hành tinh khí hàng tỷ năm trước. « __ Các phần tử nhỏ trong vành đai có nguồn gốc từ vô số các vụ va chạm với bề mặt của các vệ tỉnh này, trong khi các phần tử lớn hơn đến từ các vụ va chạm mạnh làm vỡ các vệ tỉnh. .eé&6 eee© e®@66€© eee© eee© ee6 LÁ
nÈ U0UL
20