Когда и как было обнаружено, что Юпитер и Сатурн состоят из газа?

Я думаю, что будет два интересных ответа; когда впервые возникло подозрение, что он состоит из газа, будет получено из оценки их средней плотности по их размерам и массам, но первое наблюдательное подтверждение больших газовых фракций этих планет (их ядра не газовые!), Возможно, имело значение.это произошло гораздо позже, возможно, с помощью спектроскопии, возможно, инфракрасной или радио.

"Газ" и "жидкость" часто используются взаимозаменяемо в этом контексте. Я подозреваю, что Советский Союз будет претендовать на честь доказать, что у Венеры была скалистая поверхность, простым приземлением / падением на нее и отправкой фотографий. Говорите что угодно о Советском Союзе, но "кровожадный" - это одно из описаний их серии зондов к Венере. Посмотрите на зонды Venera.

Я не уверен в этом аспекте "истории науки", но фактический вывод о том, что это газовые гиганты, потребует законов Кеплера и закона тяготения Ньютона в сочетании со скромным телескопом.

Из законов Кеплера можно сделать вывод, что планеты-гиганты находятся гораздо дальше от Солнца, чем Земля. Если измерить угловой диаметр их видимых дисков (?p) и угловой диаметр (?m) и периоды (Pm) орбит их лун тогда был возможен следующий анализ.

Радиусы планет были R = d?p. Большие полуоси орбит Луны am = d?m.

Закон тяготения Ньютона (опубликован в 1687 году) позволяет оценить массу планеты:
M =4 ?a3m/GP2m =4 ?d3?3m/GP2m .

Затем масса и радиус объединяются для получения плотности, 3 M / 4 ?R3 и мы видим это, даже не зная d мы можем точно оценить плотность планет-гигантов к концу 17-го века. Ньютон сделал нечто подобное в третьей книге "Принципов" (см. Коэн 1998) и получил относительные плотности Земли / Юпитера / Сатурна / Солнца с разумной точностью. Абсолютные значения требуют знания G это может быть получено в результате точного измерения масштаба Солнечной системы по транзитам Венеры в 1761 и 1769 годах.

Итак, предполагая, что мы обнаружим, что эти массивные объекты имеют среднюю плотность ?1000 кг / м3 (или примерно пятая часть плотности Земли, согласно Ньютону) в сочетании с наблюдениями за движением газа на поверхности и гораздо более высокой средней плотностью Земли, я думаю, можно прийти к выводу, что большая часть этих тел должна быть в форме газа /жидкость. Это не исключает наличия твердого центра, и действительно, у Сатурна есть какое-то твердое ядро, и у Юпитера оно может быть.

Аналогичный расчет можно сделать для Земли и Венеры (масса Венеры оценивается по ее влиянию на орбиты Земли и Меркурия). Я не уверен, когда были доступны точные измерения массы, но, безусловно, к середине 19-го века, когда исследовалась прецессия Меркурия. Это установило бы, что плотность Венеры и Земли была одинаковой и намного выше, чем у газовых гигантов.