Планеты-гиганты

Масса Юпитера в 318 раз больше земной, и он в 2,5 раза массивнее[3] всех остальных планет, вместе взятых. Состоит главным образом из водорода и гелия. Высокая внутренняя температура Юпитера вызывает множество долгоживущих вихревых структур в его атмосфере, таких как полосы облаков и Большое красное пятно.

У Юпитера 79 спутников. Четыре крупнейших — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — схожи с планетами земной группы по таким явлениям, как вулканическая активность и внутренний нагрев. Ганимед, крупнейший спутник в Солнечной системе, превосходит по размеру планету Меркурий.

У Сатурна, известного своей обширной системой колец, структура атмосферы и магнитосферы схожа с наблюдаемой на Юпитере. По сравнению с аналогичными юпитерианскими параметрами его объём составляет 60 %, а масса (95 масс Земли) — меньше трети; таким образом, Сатурн — наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды).

У Сатурна имеется 82 подтверждённых спутника; два из них — Титан и Энцелад — проявляют признаки геологической активности. Активность эта, однако, не схожа с земной, поскольку в значительной степени обусловлена активностью льда. Титан, превосходящий размерами Меркурий, — единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой, а также единственное небесное тело в Солнечной системе кроме Земли с доказанным стабильным существованием жидкости на поверхности.

Уран, масса которого в 14 раз больше, чем у Земли, — самая лёгкая из внешних планет. Его уникальность среди других планет состоит в том, что он вращается «лёжа на боку»: наклон оси вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98°. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Имея намного более холодное ядро, чем у других газовых гигантов, он излучает в космос очень мало тепла.

По состоянию на 2021 год открыты 27 спутников Урана; крупнейшие из них — Титания, Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда.

Нептун, хотя и немного меньше Урана, более массивен (17 масс Земли) и поэтому его плотность выше (по средней плотности превосходит все остальные планеты-гиганты). Он излучает больше внутреннего тепла, но не так много, как Юпитер или Сатурн[4].

У Нептуна имеется 14 известных спутников. Крупнейший — Тритон — является геологически активным, с гейзерами жидкого азота. Тритон — единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении; считается захваченным из Пояса Койпера. Также Нептун имеет несколько троянских астероидов, которые находятся с ним в резонансе 1:1.

В начале 2016 года американские астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин опубликовали работу[7], объясняющую необычное положение орбит обособленных транснептуновых объектов. Она предполагает существование газового гиганта с массой, примерно равной 10 M_⊕, удалённого от Солнца в среднем на 700 а.е. При моделировании условий формирования было принято предположение, что Девятая планета имеет радиус, примерно равный 3,7 R_⊕[8].

Д. Матис впервые выдвинул предложение о существовании планеты Тюхе (Тихея) в 1999 году, основываясь на полученном смещении в точках происхождения долгопериодических комет. Вместо распространённого мнения, согласно которому кометы прибывают из случайных точек на небе, Матис пришёл к выводу, что они были на самом деле объединены в группы по наклону эклиптики и исходят из облака Оорта. Такие кластеры могут быть объяснены результатом взаимодействия с невидимым объектом, по меньшей мере таким, как Юпитер.

Существуют другие теории о неизвестном газовом гиганте, но они, как, например, теория о гипотетической планете Нибиру, не являются научными и не основываются на проверяемых данных. Также существенно уменьшают количество предполагаемых планет работы космического телескопа WISE, которые ограничили альбедо предполагаемых планет в зависимости от расстояния до Солнца.