Os Gigantes Gasosos diferenciam-se dos restantes membros do Sistema Solar pelas suas dimensões e também pela sua composição química e estrutural.
Esses planetas são corpos compostos principalmente de gáses (Hidrogénio, Hélio, Metano) possuindo um pequeno núcleo sólido rochoso no seu interior. A sua composição é semelhante a da nebulosa original que deu formação ao Sistema Solar.
A distância média entre o Sol e a Terra é de cerca de 150 milhões de km e, por definição, equivale a 1 unidade astronômica (UA), que é a unidade de distância utilizada para descrever as órbitas de planetas e outros corpos do Sistema Solar.
- Júpiter - 5.20 UA
Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa e é o quinto mais próximo do Sol. Possui menos de um milésimo da massa solar, contudo tem 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas em conjunto. É um planeta gasoso junto com Saturno, Urano e Neptuno. Estes quatro planetas são por vezes chamados de planetas jupiterianos ou planetas jovianos. Júpiter é um dos quatro gigantes gasosos, isto é, não é composto primariamente de matéria sólida. Júpiter é composto principalmente de hidrogênio e hélio. O planeta também pode possuir um núcleo composto por elementos mais pesados. Por causa de sua rotação rápida, de cerca de dez horas, ele possui o formato de uma esfera oblata. Sua atmosfera é dividida em diversas faixas, em várias latitudes, resultando em turbulência e tempestades onde as faixas se encontram. Uma dessas tempestades é a Grande Mancha Vermelha, uma das características visíveis de Júpiter mais conhecidas e proeminentes, cuja existência data do século XVII, com ventos de até 500 km/h e possuindo um diâmetro transversal duas vezes maior do que a Terra.
Júpiter é observável a olho nu, com uma magnitude aparente máxima de -2,8, sendo no geral o quarto objeto mais brilhante no céu, depois do Sol, da Lua e de Vênus. Por vezes, Marte aparenta ser mais brilhante do que Júpiter. O planeta era conhecido por astrônomos de tempos antigos e era associado com as crenças mitológicas e religiosas de várias culturas. Os romanos nomearam o planeta de Júpiter, um deus de sua mitologia.
Júpiter possui um tênue sistema de anéis, e uma poderosa magnetosfera. Possui pelo menos 64 satélites, dos quais se destacam os quatro descobertos por Galileu Galilei em 1610: Ganímedes, o maior do Sistema Solar, Calisto, Io e Europa, os três primeiros são mais massivos que a Lua sendo que Ganímedes, possui um diâmetro maior que o do planeta Mercúrio.
Em tempos modernos, várias sondas espaciais visitaram Júpiter, todas elas de origem estadunidense. A Pioneer 10 passou por Júpiter em Dezembro de 1973, seguida pela Pioneer 11, cerca de um ano depois. A Voyager 1 passou em Março de 1979, seguida pela Voyager 2 em Julho do mesmo ano. A sonda espacial Galileu entrou na órbita de Júpiter em 1995, enviando uma sonda através da atmosfera de Júpiter no mesmo ano e conduzindo múltiplas aproximações com os satélites galileanos até 2003. A sonda Galileu também presenciou o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9 em Júpiter em 1994, possibilitando a observação direta deste evento. Outras missões incluem a sonda espacial Ulysses, Cassini-Huygens, e New Horizons, que utilizaram o planeta para aumentar sua velocidade e ajustar a sua direção aos seus respectivos objetivos. Um futuro alvo de exploração é Europa, satélite que potencialmente possui um oceano líquido.
- Saturno - 9.58 UA
Saturno é o sexto planeta do Sistema Solar, com uma órbita localizada entre as órbitas de Júpiter e Urano. É o segundo maior planeta, após Júpiter, sendo um dos planetas gasosos do Sistema Solar, porém o de menor densidade, tanto que se existisse um oceano grande o bastante, Saturno flutuaria nele. Seu aspecto mais característico é seu brilhante sistema de anéis, o único visível da Terra. Seu nome provém do deus romano Saturno. Faz parte dos denominados planetas exteriores.
Saturno é um planeta gasoso, principalmente composto de hidrogênio (97%), com uma pequena proporção de hélio e outros elementos. Seu interior consiste de um pequeno núcleo rochoso e gelo, cercado por uma espessa camada de hidrogênio metálico e uma camada externa de gases. A atmosfera externa tem uma aparência suave, embora a velocidade do vento em Saturno possa chegar a 1.800 km/h, significativamente tão rápido como os de Júpiter, mas não tão rápidos como os de Netuno. Saturno tem um campo magnético planetário intermediário entre as forças da Terra e o poderoso campo ao redor de Júpiter.
Antes da invenção do telescópio, Saturno era o mais distante dos planetas conhecidos. A olho nu não parecia ser luminoso. O primeiro ao observar seus anéis foi Galileu em 1610, porém devido à baixa inclinação de seus anéis e à baixa resolução de seu telescópio lhe fizeram pensar a princípio que se tratava de grandes luas. Christiaan Huygens com melhores meios de observação pode em 1659 visualizar com clareza os anéis. James Clerk Maxwell em 1859 demonstrou matematicamente que os anéis não poderiam ser um único objeto sólido, sendo que deveriam ser um agrupamento de milhões de partículas de menor tamanho.
O movimento de rotação em volta do seu eixo demora cerca de 10,5 horas, e cada revolução ao redor do Sol leva 29 anos terrestres.
Tem um número elevado de satélites, 61 descobertos até então, e está cercado por um complexo de anéis concêntricos, composto por dezenas de anéis individuais separados por intervalos, estando o mais exterior destes situado a 138 000 km do centro do planeta geralmente compostos por restos de meteoros e cristais de gelo. Alguns deles têm o tamanho de uma casa.
Saturno é um esferóide oblato (achatado nos pólos) - seus diâmetros polares e equatoriais variam por quase 10% (120 536 km contra 108 728 km). Este é o resultado de sua rápida rotação. Na linha do equador é notável uma pequena saliência, devido à velocidade de rotação. Os outros planetas gasosos também são oblatos, mas em um menor grau. Saturno é o único do sistema solar que é menos denso que a água, com uma densidade média de 0,69 g/cm³.
- Urano - 19.2 UA
Urano é o sétimo planeta a partir do Sol, o terceiro maior e o quarto mais massivo dos oito planetas do Sistema Solar. Foi nomeado em homenagem ao deus grego do céu, Urano, o pai de Cronos (Saturno) e o avô de Zeus (Júpiter). Embora seja visível a olho nu em boas condições de visualização, não foi reconhecido pelos astrônomos antigos como um planeta devido a seu pequeno brilho e lenta órbita. William Herschel anunciou sua descoberta em 13 de maio de 1781, expandindo as fronteiras do Sistema Solar pela primeira vez na história moderna. Urano foi também o primeiro planeta descoberto por meio de um telescópio.
Urano tem uma composição similar à de Netuno, e ambos possuem uma composição química diferente da dos maiores gigantes gasosos, Júpiter e Saturno. Como tal, os astrônomos algumas vezes os colocam em uma categoria separada, os "gigantes de gelo". A atmosfera de Urano, embora similar às de Júpiter e Saturno em sua composição primária de hidrogênio e hélio, contém mais "gelos" tais como água, amônia e metano, assim como traços de hidrocarbonetos. É a mais fria atmosfera planetária no Sistema Solar, com uma temperatura mínima de 49 K (–224 °C). Tem uma complexa estrutura de nuvens em camadas, e acredita-se que a água forma as nuvens mais baixas, e metano as mais exteriores. Em contraste, seu interior é formado principalmente por gelo e rochas.
Como os outros planetas gigantes, Urano tem um sistema de anéis, uma magnetosfera e vários satélites naturais. O sistema uraniano tem uma configuração única entre os planetas porque seu eixo de rotação é inclinado para o lado, quase no plano de translação do planeta. Portanto, seus polos norte e sul estão quase situados onde seria o equador nos outros planetas. Em 1986, imagens da sonda Voyager 2 mostraram Urano como um planeta virtualmente sem características na luz visível, ao contrário dos outros planetas gigantes que contêm faixas de nuvens e grandes tempestades. Entretanto, observações terrestres têm mostrado sinais de mudanças sazonais e aumento da atividade meteorológica nos últimos anos à medida que Urano se aproximou do equinócio. A velocidade de vento no planeta pode alcançar 250 metros por segundo (900 km/h).
- Netuno - 30.1 UA
Netuno é o oitavo planeta do Sistema Solar, e o último, em ordem de afastamento a partir do Sol, desde a reclassificação de Plutão para a categoria de planeta-anão, em 2006, que era o último dos planetas. É, tal como a Terra, conhecido como o "Planeta Azul", mas não devido à presença de água. Neptuno recebeu o nome do deus romano dos mares. É o quarto maior planeta em diâmetro, e o terceiro maior em massa. Neptuno tem 17 vezes a massa da Terra e é ligeiramente mais maciço do que Urano, que tem cerca de 15 vezes a massa da Terra e é menos denso.
Descoberto em 23 de Setembro de 1846, Neptuno foi o primeiro planeta encontrado por uma previsão matemática, em vez de uma observação empírica. Inesperadas mudanças na órbita de Urano levaram os astrônomos a deduzir que sua órbita estava sujeita a perturbação gravitacional por um planeta desconhecido. Subsequentemente, Neptuno foi encontrado, a um grau da posição prevista. A sua maior lua, Tritão, foi descoberta pouco tempo depois, mas nenhuma das outras 12 luas do planeta foram descobertas antes do século XX. Neptuno foi visitado por uma única sonda espacial, Voyager 2, que voou pelo planeta em 25 de Agosto de 1989.
A composição de Neptuno é semelhante à composição de Úrano, e ambos têm composições diferentes das dos maiores gigantes gasosos Júpiter e Saturno. A atmosfera de Neptuno, apesar de ser semelhante à de Júpiter e de Saturno por ser composta basicamente de hidrogénio e hélio, juntamente com os habituais vestígios de hidrocarbonetos e, possivelmente, nitrogénio, contém uma percentagem mais elevada de "gelos", tais como água, amónia e metano. Como tal, os astrónomos por vezes colocam-nos numa categoria separada, os "gigantes de gelo". Em contraste, o interior de Neptuno é composto principalmente de gelo e rochas, como o de Úrano. Existem traços de metano nas regiões ultra-periféricas que contribuem, em parte, para a aparência azul do planeta.
Em oposição à relativamente monótona atmosfera de Úrano, a atmosfera de Neptuno é notável pelos seus padrões climáticos activos e visíveis. Neptuno tem os ventos mais fortes de qualquer planeta no sistema solar, que podem chegar a atingir os 2100 quilómetros por hora. Na altura do voo da Voyager 2, por exemplo, o seu hemisfério sul possuía uma Grande Mancha Escura, comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter. A temperatura na alta atmosfera é geralmente próxima de -218 °C (55,1 K), um dos mais frios do sistema solar, devido à sua grande distância do sol. A temperatura no centro da Neptuno é de cerca de 7000 °C (7270 K) , o que é comparável à da superfície do Sol e semelhante à encontrada no centro da maioria dos outros planetas do sistema solar. Neptuno tem um pequeno e fragmentado sistema de anéis, que pode ter sido detectado durante a década de 1960, mas só foi confirmado indiscutivelmente pela Voyager 2.
