Состав планет
Согласно общепринятой теории, всё в нашей Вселенной произошло из водорода в результате синтеза. Наиболее молодые звёзды - водородно-гелиевые, наиболее старые могут иметь в своём составе металлы, в основном - железо. Поэтому и в описании планет мы пойдём по подобному пути.

1. Газовые планеты
Состоящие в основном из газа планеты. Строго говоря, это достаточно крупные планеты с обширной атмосферой. Твёрдые вещества (скальные породы) занимают около четверти массы планеты и около трети по объёму. Например, при диаметре Юпитера около 70 тыс. км, предполагается, что от 20 до 50 тыс. км - это газ, таким образом, атмосфера занимает от 30 до 70% объёма планеты. Для сравнения, у Земли общий радиус около 7,5 тыс. км, из которых атмосфера составляет около 1,3 тыс. км, то есть 18-19%.
Очевидно, что давление у каменной основы планеты, то есть в нижних слоях атмосферы такое, что может металлизировать водород и другие газы, превращая их в твёрдое вещество. Собственно, этим и объясняется такая серьёзная разница в оценках толщины атмосферы Юпитера. Естественно, температура там очень высока, порядка десятков тысяч градусов (да, да, выше, чем на поверхности Солнца).
Газовые планеты обычно самые массивные (как ни странно) и крупные, потому их обычно называют "газовые гиганты".
Благодаря огромной массе, газовые гиганты обычно имеют большое количество спутников (порядка нескольких десятков, например, у Юпитера - 67). Кроме того, планеты-гиганты всегда имеют газопылевые кольца.

Маловажной, но характерной особенностью газовых гигантов является ярко выраженная геоидная (а не сферическая) форма планет: длина по экватору заметно больше длины по полюсам. Например, радиус Сатурна по экватору 60 тыс. км, а по полюсам - 54 тыс. (разница примерно в 11%), а у Земли - 6378 и 6357 км соответственно (разница в 0,33%).

1.1. Водородные. Как следует из названия, планеты, состоящие в основном из водорода (по массе), а также гелия и других благородных газов. Могут иметь значительные количества азота, кислорода, фосфора и серы, а также их соединений. К таковым относятся Юпитер и Сатурн, поэтому планеты подобного типа называются сатурнами (или суперсатурнами, если они значительно крупнее). Название "газовый гигант" обычно применяется именно к планетам этого типа.

1.2. Ледяные. Планеты, имеющие значительное количество льда в своём составе (водяного, аммиачного, сероводородного, метанового). Атмосфера также представлена в основном аммиаком и метаном, возможно - сероводородом и водным паром (если планета горячая). Таким образом, газообразная атмосфера занимает меньше объёма, и потому такого типа планеты менее подвержены экваториальному сжатию, меньше по размерам, не сильно уступая по массе водородным гигантам.
Важно понимать, что температура на поверхности, из-за высокого давления, также составляет тысячи градусов, и в таких условиях лёд формируется отличный от привычного нам, с особыми свойствами, по понятным причинам, современной науке неизвестными. Единственное, что можно сказать с уверенностью - его плотность сравнима с металлами.
К этому типу относятся Уран и Нептун, поэтому их называют также нептунами.

1.3. Монооксид-углеродные. Теоретически существующий тип газовых гигантов, в Солнечной системе не представленный. Отличаются значительным количеством сложных и относительно (водорода и гелия) тяжёлых соединений в атмосфере, основу которых составляет монооксид углерода (угарный газ). Теоретически, должны быть меньше, чем другие планеты-гиганты, по размерам могут быть сравнимы с Землёй.

2. Планеты-океаны
Планеты, большую часть объёма и (возможно) массы которых составляет жидкость. Свойства этих планет сильно зависят от температуры поверхности, но в целом, они, вероятнее всего, будут характеризоваться достаточно плотной атмосферой, низкой температурой, и, вероятнее всего, отсутствием суши, если не считать за таковую лёд на полюсах. При размерах, превышающих земные, будут заметно уступать планетам земной группы по массе. В любом случае, меньше и легче газовых гигантов.

2.1. Аммиачные и углеводородные. Относительно холодные планеты, основная масса которых - жидкие углеводороды (газообразные при нормальных условиях). Атмосфера состоит, преимущественно, из азота или угарного газа. Вероятно, близки по характеристикам монооксид-углеродным газовым планетам.
Примером планеты-океана может служить спутник Сатурна Титан. Он имеет плотную атмосферу, которая демонстрирует аналогичные земным погодные явления, только облака состоят из метана и этана, дожди в основном метановые, а полярные ледяные шапки состоят из этана. Основа атмосферы - азот. На поверхности планеты средняя температура -179 градусов.

2.2. Водяные. Планеты, состоящие в основном из воды и водяного льда. Также обладают достаточно плотной атмосферой, но, в отличие от углеводородных и аммиачных планет-океанов, в атмосфере водных планет присутствует значительное количество кислорода (возможно, достаточное для дыхания).
К данному типу можно условно отнести спутник Сатурна Ганимед (крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходящий размерами планету Меркурий). Он находится на значительном удалении от Солнца и покрыт льдом, но, предположительно, на глубине нескольких сот километров есть жидкий водяной океан.

3. Твёрдые планеты
3.1. Углеродные. Планеты, состоящие в основном из углерода (графита в разных ипостасях) и углеводородов. Заметно плотнее, а значит, массивней (при равных размерах) планет-океанов. Могут иметь на своей поверхности моря углеводородов и аммиака. Важной особенностью данных планет является невозможность наличия круговорота углерода, и, соответственно, невозможность наличия углеродной жизни на них.
Существование таких планет предсказано лишь теоретически, реально в Солнечной системы ни одного преимущественно углеродного небесного тела нет.

3.2. Силикатные (кремниевые). Планеты, состоящие в основном из привычных нам скальных пород. Отличаются от других планет значительным разнообразием химических элементов, в том числе сложных, а также наличием большого количества металлов в ядре и в коре.
Собственно, именно к этому типу планет относится Земля. Хотя она на 70% и покрыта водой, по объёму и массе основу Земли составляет кремний и его соединения
Также силикатными планетами являются Венера и Марс.

3.3. Железные. Если быть точным, необязательно состоят конкретно из железа, просто это самый распространённый металл, возникающий в результате термоядерного синтеза из водорода. Это небольшие, но достаточно массивные планеты, богаты различными металлами, в том числе из нижней части таблицы Менделеева (никель, цинк, титан, золото, серебро, тяжёлые и радиоактивные металлы).
В Солнечной системе есть только одна планета такого типа - Меркурий, но он имеет по объёму примерно поровну силикатов и металлов. Будучи втрое меньше Земли в диаметре, по массе он уступает ей примерно на 40%.

Отредактировано Горя (09-08-2015 22:36:42)

Температура
Условно деление идёт по предположительной температуре наблюдаемых экзопланет. Методы её определения более чем косвенные, но, по мнению учёных, точные - примерно до десятков градусов.
Для начала определение: эффективная температура небесных тел - это температура внешнего излучающего слоя атмосферы, который поглощает свет полностью. То есть в случае газовых гигантов или Венер это - верхние слои атмосферы, а в случае Земли или Марса - поверхность планеты (так как атмосфера прозрачна). Такой весьма странный термин введён для оценки температуры других планет. Для сравнения: эффективная температура Земли = 249 К (кельвинам) или -24 C (по Цельсию).

На данный момент считается, что только гиганты и земли могут быть близко к звезде и значительно нагреваться, тогда как карлики и астероиды преимущественно находятся на значительном расстоянии от своих светил, и потому всегда холодные (точнее, ледяные). Примечательно, что чем выше температура планеты, тем меньше у неё атмосферы, так как разогретые молекулы газа имеют достаточное ускорение, чтобы преодолеть гравитацию планеты, и улететь в космос.

Итак, планеты бывают:
1. Горячие. Эффективная температура колеблется от 800 до 1200 К, дневная сторона может нагреваться до 2000-2500 К, таким образом, приближаясь к некоторым остывающим звёздам. В атмосфере таких планет (при её наличии) практически отсутствует водород, гелий и, скорее всего, даже кислород, так как это слишком лёгкие газы, но могут сохраняться соединения углерода и азот. Обычно, удаление таких планет от родной звезды - меньше, чем у Меркурия в 3-5 раз. Таким образом, в Солнечной системе нет ни одной горячей планеты.
2. Очень тёплые. Эффективная температура около 400-500 К, может достигать 800 К. Этих температур достаточно, чтобы "оторвать" от планеты большую часть атмосферы, скорее всего, на таких планетах нет водорода и почти нет гелия. На границе тёплых и очень тёплых планет (из-за очень продолговатой орбиты) находится Меркурий (в среднем 440 К).
3. Тёплые. Эффективная температура от 260 до 400 К. Атмосфера таких тел может состоять из гелия и кислорода.
4. Прохладные. Эффективная температура 200-260 К. "Зона комфорта" углеродно-кислородной жизни. Атмосфера прохладных планет легко удерживает водород, и потому наверняка будет иметь водяные облака.
Таким образом, наша с вами планета относится к типу "прохладные земли".
5. Холодные. Эффективная температура от 135 до 200 К. К таким планетам относится Юпитер (135 К).
6. Очень холодные. Эффективная температура от 70 до 135 К. К этим планетам относится Сатурн (97 К), Уран и Нептун (оба около 55 К). При такой температуре сжижаются и даже замерзают многие газы, поэтому, к этим планетам относятся ледяные гиганты.
7. Ледяные. Планеты, с эффективной температурой менее 70 К (т.е. холоднее -200 градусов Цельсия). Это планеты, практически не прогреваемые светом звезды. В Солнечной системе к таким относятся транснептуновые планеты-карлики и астероиды, не имеющие атмосферы и тектонических процессов, слабо поглощающие и излучающие тепло.