Jättiläisplaneetta

Aurinkokunnan jättiläisplaneetat ylhäältä alaspäin: Neptunus, Uranus, Saturnus ja Jupiter

Jättiläisplaneetta, kaasujättiläinen tai joviaaninen planeetta (Jupiteria muistuttava planeetta) on suuri planeetta, jossa on runsaasti kaasumaisia ainesosia. Jupiter on aurinkokunnan jättiläisplaneetoista suurin. Se on lähinnä jättimäinen vetypallo, joka oli kuitenkin aivan liian pienimassainen kehittyäkseen tähdeksi. Sen massa on noin 300 Maan massaa. Aurinkokunnan jättiläisplaneetat ovat Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Koska Uranuksen ja Neptunuksen arvellaan koostuvan enimmäkseen jäästä, niitä sanotaan joskus jääjättiläisiksi.

Rakenne

Aurinkokunnan jättiläisplaneettojen massat suhteessa toisiinsa.

Maasta katsoen jättiläisplaneetat ovat huomattavan kaukana Auringosta. Niiden etäisyydet Auringosta ovat noin 5–30 AU (1 AU on Maan keskimääräinen etäisyys Auringosta). Jättiläisplaneetat ovat Maata paljon suurempia, niillä on usein suuri määrä niiden kokoon verrattuna pieniä kuita ja niillä on usein renkaita.

Huomattava osa jättiläisplaneetan materiasta koostuu niin sanotusta aurinkomateriasta, eli vedystä ja heliumista. Jättiläisplaneetan ulommat kerrokset ovat kaasumaisia. Sisempänä arvellaan olevan nestemäistä molekyylimuodossa olevaa vetyä, nestemäistä metallista vetyä, jäätä, kiveä sekä rautaa. On kiistelty siitä, kuinka suuri kiinteästä aineesta oleva ydin esimerkiksi Jupiterilla olisi. Ytimen massa lienee 10–50 Maan massaa.

Massiivisetkaan jättiläisplaneetat eivät ole tilavuudeltaan puoltatoista kertaa Jupiteria suurempia, koska kaasu puristuu helposti kokoon oman painonsa alla. Jättiläisplaneetan massan yläraja lienee 13 Jupiterin massaa, jota suuremmat kohteet ovat ruskeita kääpiöitä, joissa tapahtuu jonkin aikaa tähdille tyypillisiä ydinreaktioita.

Noin 3–13 Jupiterin massaiset planeetat ovat eräänlaisia "megaplaneettoja", joilla saattaa muissa aurinkokunnissa olla soikea rata. Jättiläisplaneetta voi syntyä tiivistymällä suoraan tiheästä kaasupilvestä tai siten, että riittävän suuri kivestä ja jäästä kostuva ydin kerää runsaasti kaasua ympärilleen.

Renkaat ja kuut

Kaikilla Aurinkokunnan jättiläisplaneetoilla tiedetään olevan renkaat. Saturnuksen renkaat näkyvät Maahan asti hyvin. Uranukselta löydettiin renkaat vuonna 1977. Jupiterin rengas on hyvin himmeä. Renkaat ovat suunnilleen 2–3 planeetan säteen päässä sen keskustasta. Lähellä renkaita kiertää pieniä, muutaman kilometrin kokoisia kuita, kauempana satojen kilometrien läpimittaisia suuria kuita ekvaattoritasossa. Vain Neptunuksen kuujärjestelmä on tästä poikkeus, mutta silläkin on pieniä kuita ja renkaat. Renkaat ja kuut ovat planeetan päiväntasaajan tasossa. Tämä ja planeettojen kuujärjestelmien samankaltaisuus viittaa yhtenäiseen syntytapaan.

Aurinkokunnan jättiläisplaneettojen kokovertailu. Vasemmalta oikealle: Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Aurinko taustalla samassa mittakaavassa.

Kaasu- ja jääjättiläiset

Jupiter ja Saturnut koostuvat lähinnä vedystä ja heliumista, joten niitä kutsutaan kaasujättiläisiksi. Samaan tapaan Uranusta ja Neptunusta , joiden massasta huomattavan suuri osa koostuu astrofyysisistä jäistä kuten H₂O, CH₄, H₂S ja NH₃, vaikka ne eivät olekaan kiinteässä muodossa vaan nesteenä, voisi kutsua jääjättiläisiksi.

Synty

Pääartikkeli: Jättiläisplaneettojen synty

Yleensä jättiläisplaneettojen uskotaan syntyneen siten, että noin 10–15 Maan massainen ydin kasautui ensin aurinkoa kiertävässä kiekkomaisessa kaasu- ja pölypilvessä. Kun ydin oli näin massiivinen, se keräsi kaasua itseensä. Prosessi olisi vienyt miljoonia vuosia. Uranuksen ja Neptunuksen varsinkin uskotaan vaellelleen kaasu- ja pikkuplaneettakiekossa ainakin muutaman AU:n verran synnyinsijoiltaan.

Vaihtoehtoinen selitys väittää, että jättiläisplaneetat olisivat syntyneet suoraan kaasusta tiivistymällä vain muutamassa sadassa vuodessa.^{kenen mukaan?}

Aiheesta muualla

• Lecture 7: Gas Giant = Jovian Planets