Joviálna planéta

Joviálna (ioviálna) planéta alebo plynná planéta alebo plynný obor je planéta, ktorá je svojou veľkosťou a zložením podobná Jupiteru. V slnečnej sústave obiehajú Slnko štyri joviálne planéty: Jupiter, Saturn, Urán, Neptún. Názov je odvodený od rímskeho boha Jove, tiež známeho ako „Jupiter“. Tento názov mal vystihovať, že joviálne planéty sú podobné Jupiteru, no po nájdení významných odlišností medzi týmito planétami sa stal menej populárnym. V súčasnosti sa používa aj pre exoplanéty s hmotnosťou podobnou Jupiteru.
Joviálne planéty nemajú pevný povrch. Dosahujú obrovské hmotnosti (do 30 M J), ale ich hustota býva nízka. Jupiter a Saturn sú zložené prevažne z vodíka a hélia, zatiaľ čo Urán a Neptún majú menej týchto plynov a viac vody. Pravdepodobne obsahujú centrálne kamenné teleso (jadro), ktoré obklopuje mohutná vrstva vodíka. Majú rozsiahlu atmosféru, v ktorej sú obsiahnuté aj organické zlúčeniny. Prejavujú sa silným gravitačným a magnetickým poľom. Majú početné rodiny mesiacov a obklopujú ich prstence.
Extrasolárne joviálne planéty.
Kvôli stavu súčasnej techniky, ktorá dokáže detegovať extrasolárne planéty, veľká väčšina doteraz objavených extrasolárnych planét patrí do kategórie plynných obrov. Až do septembra 2004 boli všetky objavené extrasolárne planéty prinajmenšom také veľké ako Neptún, množstvo ich malo hmotnosť niekoľkonásobne väčšiu než Jupiter. Veľa extrasolárnych planét obieha omnoho bližšie k ich materskej hviezde než Jupiter, takže sú omnoho teplejšie. Je možné, že to sú planéty celkom iného typu ako tie v našej slnečnej sústave. Tieto extrasolárne planéty dostali pomenovanie "horúce Jupitery". Keď vezmeme do úvahy, že asi 90 % hmoty vesmíru tvorí vodík, bolo by veľmi prekvapivé, keby sme našli planétu terrestrického typu (teda „skalnatú“) s hmotnosťou väčšou než má Jupiter. Na druhej strane doterajšie modely vzniku planetárnych systémov predpokladali, že plynné obry nemôžu vznikať tak blízko ich materských hviezd ako doteraz nájdené extrasolárne planéty.
Horný limit hmotnosti plynného obra je asi 70-násobok hmotnosti Jupitera (asi 8 % hmotnosti Slnka). Nad touto hranicou vysoký tlak a teplota v jadre planéty zapáli jadrovú syntézu a z planéty sa stane slabo svietiaca hviezda, červený trpaslík. Za hornú hranicu hmotnosti plynnej planéty sa považuje spodná hmotnosť hnedého trpaslíka. Hnedý trpaslík je teleso, ktorého hmotnosť už dostačuje na jadrovú syntézu ťažkého vodíka (deutéria) v jeho jadre, ale stále nestačí na spaľovanie ľahkého vodíka (prócia) na hélium a preto sa takéto teleso nemôže radiť medzi hviezdy hlavnej postupnosti.
Jupiter.
Jupiter je piata planéta v poradí od Slnka, najväčšia a najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy. Je pomenovaný po rímskom bohovi Jupiterovi. Má chemické zloženie podobné Slnku a ďalším hviezdam.
Jupiter je prvou planétou od Slnka, ktorá nemá pevný povrch. Jeho búrlivá atmosféra plynule prechádza do plášťa a vo väčších hĺbkach do horúceho jadra. Rotácia planéty spôsobila, že sa v jej atmosfére utvorili gigantické, farebne jasne odlíšené štruktúry nazývané pásy a zóny. Okrem nich možno už malým ďalekohľadom pozorovať na Jupiteri ďalšie búrkové štruktúry, napríklad známu Veľkú červenú škvrnu, ktorá je z nich najväčšia.
Jupiter sa okolo svojej osi otočí najrýchlejšie zo všetkých planét slnečnej sústavy – otočenie netrvá ani 10 hodín. Planéta má podľa súčasných poznatkov najväčšiu sústavu mesiacov. Z 95 jeho doteraz objavených družíc sú najznámejšie štyri najväčšie. Sú nazývané tiež Galileove mesiace, pretože prvý písomný záznam o ich pozorovaní urobil Galileo Galilei v roku 1610. Najväčší Galileiho mesiac, Ganymedes, je zároveň najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Ďalšie známe mesiace sú Európa, ktorá je pokrytá ľadovou kôrou a Io, ktorý prejavuje mohutnú sopečnú aktivitu.
Jupiter je na oblohe dobre viditeľný voľným okom, a preto bol známy ľuďom už v staroveku. Vďaka svojej obežnej dobe okolo Slnka trvajúcej necelých 12 rokov prechádza Jupiter každým znamením zvieratníka približne rok. Veľa údajov o Jupiteri nám poskytli kozmické sondy, najmä jeho dve umelé družice: sonda Galileo v rokoch 1995 – 2003 a Juno od roku 2016.
Saturn.
Saturn je šiesta planéta slnečnej sústavy v poradí od Slnka, po Jupiteri druhá najväčšia z planét. Je známa i z prehistorického obdobia. Pomenovaný bol podľa rímskeho boha Saturna, ktorý je obdobou gréckeho Krona.
Atmosféra je tvorená prevažne vodíkom, ktorý tvorí 96,3 % objemu planéty. Viditeľný povrch planéty tvorí svetložltá vrstva mrakov s nejasnými pásmi rôznych odtieňov, ktoré sú rovnobežné s rovníkom. Teplota v hornej oblačnej vrstve dosahuje −140 °C. Hmotnosť planéty je približne 95-krát väčšia ako hmotnosť Zeme, má však zo všetkých planét najmenšiu hustotu: len 0,6873 g/cm³ a ako jediná planéta v slnečnej sústave je ľahší než voda. Saturn je známy najmohutnejšou sústavou prstencov zo všetkých planét slnečnej sústavy. Jeho hlavné prstence, ktoré sú označené veľkými písmenami, možno pozorovať zo Zeme už aj malým ďalekohľadom. Okolo planéty obieha tiež početná rodina mesiacov, z ktorých najväčší je Titan, jediný mesiac v slnečnej sústave s hustou atmosférou.
Jeden obeh Saturna okolo Slnka trvá 29,46 pozemského roka. Je ľahko pozorovateľný voľným okom ako žltý neblikajúci objekt jasnosťou porovnateľný s najjasnejšími hviezdami. Od ekliptiky sa nikdy nevzdiali na väčšiu uhlovú vzdialenosť ako 2,5°. Prechod jedným zvieratníkovým znamením mu trvá viac než dva roky.
Urán.
Urán je siedma planéta od Slnka, tretia najväčšia a štvrtá najhmotnejšia planéta v slnečnej sústave. Meno má po gréckom bohovi nebies Uránovi, čo je ojedinelé – ostatné planéty sú pomenované po rímskych bohoch. Je to najbližšia planéta k Zemi, ktorá nebola ľuďom známa už od staroveku. Aj napriek tomu, že Urán je možné za priaznivých podmienok pozorovať voľným okom na nočnej oblohe, antickí astronómovia ho kvôli pomalej rýchlosti a nízkej jasnosti nepovažovali za planétu, ale za hviezdu. Objav Urána ohlásil William Herschel 13. marca 1781, čím prvýkrát v modernej dobe posunul známe hranice slnečnej sústavy.
Chemickým zložením sa Urán podobá Neptúnu. Obe planéty majú rozdielne celkové zastúpenie prvkov oproti Jupiteru či Saturnu. Urán má podobné zloženie atmosféry ako Jupiter či Saturn. Tvoria ju prevažne plynné formy vodíka a hélia, ale obsahuje aj výrazný podiel vody, amoniaku a metánu so stopami ďalších uhľovodíkov. Atmosféra Uránu je najchladnejšou v slnečnej sústave, minimálne teploty sa pohybujú okolo 49 K. Jej štruktúra je vrstevnatá: v najnižších poschodiach sa nachádzajú mraky vody, vo vrchných poschodiach mraky tvorené hlavne metánom. Vnútro planéty je pravdepodobne zložené predovšetkým z ľadu a kamenia.
Podobne ako ďalšie plynné planéty má aj Urán prstence, magnetosféru a množstvo mesiacov. Zvláštnosťou Urána je sklon jeho rotačnej osi: os leží takmer v rovine, v ktorej planéta obieha. Severný a južný pól sa preto nachádzajú v oblastiach, ktoré sú u iných planét charakteristické pre rovník. Pri pohľade zo Zeme sa preto občas stane, že sa prstence Urána javia ako terč s Uránom v strede.
Planétu skúmala zblízka iba sonda Voyager 2, ktorá okolo nej preletela v roku 1986.
Neptún.
Neptún je ôsma a najvzdialenejšia planéta slnečnej sústavy. Bol objavený 23. septembra 1846 Johannom Gallom a študentom astronómie Louisom Arrestom. Neptún je prvou planétou objavenou skôr na základe matematických výpočtov ako priamym pozorovaním. Astronómovia odvodili jeho existenciu z porúch v dráhe Urána.
So svojím rovníkovým priemerom je štvrtou najväčšou planétou, jeho hmotnosť však z neho robí tretiu najhmotnejšiu planétu slnečnej sústavy. Neptún je 17-krát ťažší ako Zem a iba o niečo prekonáva svoju susednú planétu Urán (14-krát ťažší ako Zem). Planéta je pomenovaná podľa starorímskeho boha mora Neptúna.
Atmosféra Neptúna sa skladá najmä z vodíka a hélia, so stopami metánu, ktorý spôsobuje modrú farbu planéty. Toto zafarbenie je omnoho výraznejšie ako pri Uráne, ktorý má tiež podobné množstvo metánu, ale v atmosfére Neptúna sa nachádza pravdepodobne ešte neznáma zložka, ktorá toto zafarbenie zosilňuje. V atmosfére Neptúna tiež dujú najsilnejšie vetry z planét slnečnej sústavy, rýchlosťami približne /h.
Ako všetky plynné obry v slnečnej sústave, aj Neptún má prstence, ktoré sú však omnoho menej výrazné ako pri Saturne. Neptún má tiež rodinu mesiacov, potvrdených ich je zatiaľ 14. Známy je najmä najväčší z nich, Triton, vďaka svojej retrográdnej obežnej dráhe, veľmi nízkej teplote na povrchu (38 K) a extrémne jemnej atmosfére, zloženej z dusíka a metánu.
Neptún zblízka skúmala zatiaľ iba jediná sonda – Voyager 2.