Юпитер и Сатурн, такие похожие и такие разные

[Novosedoff]

Приветствую.

Этой темы на моей памяти касались уже не раз на форуме  Два супергиганта среди планет нашей системы. Однако есть вещи, которые делают их  такими непохожими.

Я помню, на форуме обсуждали магнитные поля. Из курса университетской электродинамики известно, что сила магнитного поля сферической оболочки прямо пропорциональна радиусу, частоте вращения вокруг своей оси и плотности поверхностного заряда. Оба гиганта (по радиусу) совершают полный оборот вокруг своей оси куда быстрее Земли: Земля - за 24 часа, Юпитер - за 10, Сатурн - за 10.7. При всём при этом магнитное поле Сатурна слабее чем на Земле: 0.215 Gauss-Rs3 на Сатурне против Земного 0.306 Gauss-Re3. Сравните с супер-сильным магнитным полем Юпитера: 4.3 Gauss-Rj3. Данные отсюда:
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/
http://www.allplanets.ru/solar_sistem.htm

Есть и другая любопытная характеристика у планет: скорость ветра. И если на Земле она варьируется от 0 до 100 м/с, то на Юпитере - до 150 м/с (в полтора раза больше, чем на Земле). Зато на Сатурне достигает более 400 м/с!

Интересно, почему? Откуда растут ноги у этих отличий? Интересно услышать мнения 

   

[Игорь Мухин]

Интересно услышать мнения

Причём тут мнения? Просто посмотреть состав этих планет, может и прояснится всё? К тому же, причины этих различий тоже описаны где-то, если интересно, можно и поискать.

[Novosedoff]

Причём тут мнения? Просто посмотреть состав этих планет, может и прояснится всё? К тому же, причины этих различий тоже описаны где-то, если интересно, можно и поискать.

То есть Вы предлагаете, чтоб я почитал и сам Вам рассказал об ответе на свой же вопрос?   А зачем тогда форум, если тут читающие люди не будут обмениваться уже прочитанным?

[DELVIG]

Ещё один факт: у Сатурна очень низкая плотность, около 0.7г/см³, т.е. меньше плотности воды. Если поместить его в бассейн с водой то он будет в нём плавать

[Змей Петров]

Масса Сатурна раз в семь меньше , чем Юпитера .
Отсюда и разница в магнитном поле планет .

[Romero]

Масса Сатурна раз в семь меньше , чем Юпитера.

В 3,35 раза, если точнее. 95 и 318 масс Земли соответственно.
Но прямой зависимости между массой планеты и её магнитным полем нет - хорошим примером является в этом плане сравнение Венеры и Земли.

[Игорь Мухин]

То есть Вы предлагаете, чтоб я почитал и сам Вам рассказал об ответе на свой же вопрос?

Нет. Я предлагаю вам почитать для себя. Меня этот вопрос не интересует. А если чего интересует, я иду в интернет.

[Novosedoff]

Ещё один факт: у Сатурна очень низкая плотность, около 0.7г/см³, т.е. меньше плотности воды. Если поместить его в бассейн с водой то он будет в нём плавать

Это да. Что любопытно, атмосферы обеих планет на 90% состоят из водорода, у Сатурна концентрация водорода немного даже больше - 96% (а скорость звука в водороде выше, чем в воздухе). При этом плотность атмосферы на высоте, соответствующей 1 бар, на Сатурне оказывается даже немного выше, чем на Юпитере: 0.19 кг/м3 против 0.16 кг/м3. А как у нас плотность среды связана со скоростью распространения упругих волн? Правильно, чем плотнее среда, тем быстрее распространяются волны. Однако на скорость распространения волн в среде влияет также температурный режим: в горячей среде молекулы движутся быстрее, поэтому волны распространяются побыстрее. А у нас Сатурн отстоит от Солнца дальше, чем Юпитер, температура на нем ниже: на высоте, соответствующей 1 бар, на Сатурне температура -139 градусов, а на Юпитере - 108 градусов. Хм..
Все данные отсюда:
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturnfact.html
https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/jupiterfact.html

То есть Вы предлагаете, чтоб я почитал и сам Вам рассказал об ответе на свой же вопрос?

Нет. Я предлагаю вам почитать для себя. Меня этот вопрос не интересует. А если чего интересует, я иду в интернет.

Вы такой позитивный, а Ваши комментарии столько познавательны, что не могу сдержать соблазн пополнить свой игнор-список  Спасибо что не поленились зайти-напомнить. Удачи с другими собеседниками на форуме!

[archetip-z]

Есть и другая любопытная характеристика у планет: скорость ветра. И если на Земле она варьируется от 0 до 100 м/с, то на Юпитере - до 150 м/с (в полтора раза больше, чем на Земле). Зато на Сатурне достигает более 400 м/с!

1. Автор, о каких плотностях атмосферы идёт речь? На всех этих 3-х планетах? Почитайте, какие скорости бывают в ионосфере Земли, я даже открывать не буду. О каких скоростях речь идёт у газовых гигантов? На какой глубине? У ядра Юпитера какие скорости газа? Или Сатурна, кто их мерил?
2. Если верна теория динамо-машины, !а она верна! то напряжённость магнитного поля зависит от четырёх параметров 1 Скорость вращения планеты 2 Скорость кориолисова смещения слоёв дланеты от экватора к полюсам 3 Скорость тепловых потоков вещества от ядра к поверхности 4 Электрическая проводимость вращающегося вещества планеты.
Кто мерил эти параметры у всех 3-х планет и давал оценку их соотношений?
Ну чё, как дети, ребяты?

[Novosedoff]

Все планетарные данные про ветер были с сайта NASA по ссылке выше.
PS. Слово ветер по-английски - wind.
PPS Скорость - speed

[Змей Петров]

Масса Сатурна раз в семь меньше , чем Юпитера.

В 3,35 раза, если точнее. 95 и 318 масс Земли соответственно.
Но прямой зависимости между массой планеты и её магнитным полем нет - хорошим примером является в этом плане сравнение Венеры и Земли.

Да , это я ошибся .

Но разница таки существенная .
А магнитное поле планеты образуется за счёт вращения и конвекции в жидком проводящем ядре .
С вращением и у Юпитера и у Сатурна всё в порядке .
Роль жидкого проводящего ядра выполняет металлический водород . Очевидно , что металлически-водородное ядро у Сатурна гораздо меньше , чем у Юпитера .

По поводу Земли и Венеры - Земля довольно бодро вращается , Венера же "лыка не вяжет"
Вот и разница .

[Novosedoff]

Вот сразу нагуглилась хорошая картинка по составу планетарных атмосфер:

(кликните для показа/скрытия)

По сути 4 разных состава атмосфера, если судить по 2 доминирующим компонентам. Даже если отбросить крайне разреженную атмосферу Меркурия (10^(-14)), у Плутона и Титана в отличие от Земли O2 заменён на метан CH4. 

С ветрами я без понятия на какой высоте и при каких давлениях американские аппараты замеры скорости делали. Цитирую инфо с сайта с вопросом о причинах такого разброса в значениях. 

[pyotrmai]

По сути 4 разных состава атмосфера, если судить по 2 доминирующим компонентам. Даже если отбросить крайне разреженную атмосферу Меркурия (10^(-14)), у Плутона и Титана в отличие от Земли O2 заменён на метан CH4. 

С ветрами я без понятия на какой высоте и при каких давлениях американские аппараты замеры скорости делали. Цитирую инфо с сайта с вопросом о причинах такого разброса в значениях. 

Возможно, для Земли будет правильнее брать для сравнения состав атмосферы до кислородной катастрофы: Точный состав первичной атмосферы Земли на сегодняшний день неизвестен, однако, как правило, учёные считают, что она сформировалась в результате дегазации мантии и носила восстановительный характер. Основу её составляли углекислый газ, сероводород, аммиак, метан. (из википедии)

[Novosedoff]

Возможно, для Земли будет правильнее брать для сравнения состав атмосферы до кислородной катастрофы: Точный состав первичной атмосферы Земли на сегодняшний день неизвестен, однако, как правило, учёные считают, что она сформировалась в результате дегазации мантии и носила восстановительный характер. Основу её составляли углекислый газ, сероводород, аммиак, метан. (из википедии)

Действительно так. Ретроспективные модельки для азота N, CO2 и пр. в литературке впрочем мелькали (см. аттач)
Тема, впрочем, фокусируется не на земной атмосфере главным образом, чтоб мы не ушли в офф-топ