De planeten van het zonnestelsel zoals afgebeeld door een NASA-computerillustratie. Banen en afmetingen worden niet op schaal weergegeven.
(Afbeelding: © NASA)
Een gasreus is een grote planeet die voornamelijk bestaat uit gassen, zoals waterstof en helium, met een relatief kleine rotsachtige kern. De gasreuzen van ons zonnestelsel zijn Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Deze vier grote planeten, ook wel Jupiterplaneten genoemd naar Jupiter, bevinden zich in het buitenste deel van het zonnestelsel voorbij de banen van Mars en de asteroïdengordel. Jupiter en Saturnus zijn aanzienlijk groter dan Uranus en Neptunus, en elk paar planeten heeft een iets andere samenstelling.
Hoewel er in ons zonnestelsel slechts vier grote planeten zijn, hebben astronomen er duizenden buiten ontdekt, met name met behulp van de Kepler-ruimtetelescoop van NASA. Deze exoplaneten (zoals ze worden genoemd) worden onderzocht om meer te weten te komen over hoe ons zonnestelsel is ontstaan.
Basis feiten
Jupiter is de grootste planeet in ons zonnestelsel. Het heeft een straal van bijna 11 keer de grootte van de aarde. Het heeft 50 bekende manen en 17 wachtend op bevestiging, aldus NASA. De planeet is meestal gemaakt van waterstof en helium rond een dichte kern van rotsen en ijs, en het grootste deel bestaat waarschijnlijk uit vloeibare metallische waterstof, wat een enorm magnetisch veld creëert. Jupiter is zichtbaar met het blote oog en was bekend bij de ouden. De atmosfeer bestaat voornamelijk uit waterstof, helium, ammoniak en methaan. [Verwante: Planet Jupiter: feiten over de grootte, manen en rode vlek]
Saturnus is ongeveer negen keer de straal van de aarde en wordt gekenmerkt door grote ringen; hoe ze gevormd zijn is onbekend. Het heeft 53 bekende manen en nog negen wachten op bevestiging, volgens NASA. Net als Jupiter bestaat het voornamelijk uit waterstof en helium dat een dichte kern omringt en werd het ook gevolgd door oude culturen. De sfeer is vergelijkbaar met die van Jupiter. [Zie ook: Planet Saturn: feiten over de ringen, manen en afmetingen van Saturnus]
Uranus heeft een straal van ongeveer vier keer die van de aarde. Het is de enige planeet die op zijn kant is gekanteld en hij draait ook achterwaarts ten opzichte van elke planeet behalve Venus, wat impliceert dat een enorme botsing hem lang geleden heeft verstoord. De planeet heeft 27 manen en de atmosfeer bestaat volgens NASA uit waterstof, helium en methaan. Het werd ontdekt door William Herschel in 1781. [Verwante: Planet Uranus: feiten over de naam, manen en baan]
Neptunus heeft ook een straal van ongeveer vier keer die van de aarde. Net als Uranus bestaat de atmosfeer voornamelijk uit waterstof, helium en methaan. Het heeft 13 bevestigde manen en nog een in afwachting van bevestiging, volgens NASA. Het werd ontdekt door verschillende mensen in 1846. [Verwante: Planet Neptune: feiten over de baan, manen en ringen]
Super-aardes: wetenschappers hebben in andere zonnestelsels een veelvoud aan "super-aardes" (planeten tussen de grootte van de aarde en Neptunus) gevonden. Er zijn geen superaarde in ons eigen zonnestelsel bekend, hoewel sommige wetenschappers speculeren dat er misschien een "planeet negen" op de loer ligt in de buitenste regionen van ons zonnestelsel. Wetenschappers bestuderen deze categorie van planeten om te ontdekken of superaards meer op kleine reuzenplaneten of grote aardse planeten lijken.
Vorming en overeenkomsten
Astronomen denken dat de reuzen voor het eerst zijn gevormd als rotsachtige en ijzige planeten, vergelijkbaar met terrestrische planeten. Door de grootte van de kernen konden deze planeten (met name Jupiter en Saturnus) waterstof en helium uit de gaswolk halen waaruit de zon condenseerde, voordat de zon zich vormde en het meeste gas wegblies.
Omdat Uranus en Neptunus kleiner zijn en grotere banen hebben, was het voor hen moeilijker om waterstof en helium zo efficiënt te verzamelen als Jupiter en Saturnus. Dit verklaart waarschijnlijk waarom ze kleiner zijn dan die twee planeten. Procentueel is hun atmosfeer meer "vervuild" met zwaardere elementen zoals methaan en ammoniak omdat ze zo veel kleiner zijn.
Wetenschappers hebben duizenden exoplaneten ontdekt. Veel van deze zijn 'hete Jupiters', of enorme gasreuzen die extreem dicht bij hun moedersterren staan. (Rotsachtige werelden zijn overvloediger in het universum, volgens schattingen van Kepler.) Wetenschappers speculeren dat grote planeten mogelijk heen en weer zijn bewogen in hun banen voordat ze zich in hun huidige configuratie vestigden. Maar hoeveel ze hebben verplaatst, is nog steeds een onderwerp van discussie.
Er zijn tientallen manen rond de gigantische planeten. Velen vormden zich tegelijkertijd met hun ouderplaneten, wat impliciet is als de planeten in dezelfde richting draaien als de planeet dichtbij de evenaar (zoals de enorme Joviaanse manen Io, Europa, Ganymedes en Callisto.) Maar er zijn uitzonderingen.
Een maan van Neptunus, Triton, draait om de planeet tegenover de richting waarin Neptunus draait - wat impliceert dat Triton werd gevangen, misschien door de eens zo grote atmosfeer van Neptunus, terwijl hij voorbijging. En er zijn veel kleine manen in het zonnestelsel die ver van de evenaar van hun planeten roteren, wat impliceert dat ze ook vasthielden aan de immense zwaartekracht.
Huidig onderzoek
Jupiter: Het ruimtevaartuig Juno van NASA arriveerde in 2016 op de planeet en heeft al verschillende ontdekkingen gedaan. Het bestudeerde de ringen van de planeet, wat moeilijk te bereiken is omdat ze veel subtieler zijn dan die van Saturnus. Juno ontdekte dat de deeltjes die de aurora's van Jupiter beïnvloeden anders zijn dan die op aarde. Het onthulde ook inzichten over de atmosfeer, zoals het vinden van sneeuw die afkomstig is van wolken op grote hoogte. Ondertussen hebben wetenschappers die de Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, gedetailleerde studies gemaakt van Jupiter's Grote Rode Vlek, waarbij hij zag hoe deze krimpt en intenser wordt van kleur.
Saturnus: Het Cassini-ruimtevaartuig heeft in 2017 meer dan een dozijn jaar observatie bij Saturnus afgerond. Maar de wetenschap die Cassini verrichtte, is nog steeds erg in ontwikkeling, aangezien wetenschappers het werk van zijn vele jaren bij Saturnus analyseren. In de laatste maanden onderzocht de missie de zwaartekracht en magnetische velden van Saturnus, bekeek de ringen vanuit een andere hoek dan voorheen en dook opzettelijk de atmosfeer in (een beweging die meer zal onthullen over de structuur van de atmosfeer.)
Uranus: De stormen van Uranus zijn een frequent doelwit voor zowel professionele telescopen als amateurastronomen, die volgen hoe ze evolueren en veranderen in de tijd. Wetenschappers zijn ook geïnteresseerd in meer informatie over de structuur van de ringen en waar de atmosfeer van is gemaakt. Uranus kan ook verschillende Trojaanse asteroïden hebben (asteroïden in dezelfde baan als de planeet); de eerste is gevonden in 2013.
Neptunus: Stormen op Neptunus zijn ook een populair waarnemingsdoel, en in 2018 wierpen die waarnemingen weer hun vruchten af; werk van de Hubble-ruimtetelescoop toonde aan dat een langdurige storm nu aan het krimpen is. De onderzoekers merkten op dat de storm anders verdwijnt dan wat hun modellen hadden verwacht, wat aantoont dat ons begrip van de atmosfeer van Neptunus nog steeds verfijning vereist.
Exoplaneten: Veel grondtelescopen zoeken naar exoplaneten. Er zijn ook verschillende actieve ruimtemissies die exoplaneetonderzoek uitvoeren, waaronder Kepler, de Hubble-ruimtetelescoop en de Spitzer-ruimtetelescoop. Een reeks nieuwe missies is ook gepland: de NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) in 2018, de NASA James Webb Space Telescope in 2020, de PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) van de European Space Agency in 2026 en ESA's Atmospheric Remote- het waarnemen van Infrarood Exoplanet Groot-onderzoeksmissie (Ariel) in 2028.
Extra middelen
- Rochester Institute of Technology: The Gas Giants
- NASA: Als Jupiter en Saturnus gasreuzen zijn, zou je er dan dwars doorheen kunnen vliegen?
- Universiteit van Arizona Afdeling Astronomie: Gasreus = Jupiterplaneten
