В римской мифологии Юпитер был верховным богом, повелителем молний и грома. Планета Юпитер – не только самая большая в Солнечной системе, но и одна из самых таинственных, многие загадки которой учёные не могут разгадать и сегодня. В нашем обзоре десятка интереснейших фактов о «газовом гиганте», который является пятой планетой от Солнца.
1. Юпитер мог бы быть звездой
В 1610 году Галилей открыл Юпитер и его четыре основных спутника: Европу, Ио, Каллисто и Ганимед, которые сегодня известны как "галилеевы спутники". Это был первый раз в истории, когда люди наблюдали какое-либо иное небесное тело в Солнечной системе, помимо Луны. Также открытие Галилея обеспечило отличную поддержку для польского астронома Николая Коперника и его теории, что Земля не является центром Вселенной.
Масса самой большой планеты в Солнечной системе в два раза больше массы остальной части остальных тел в Солнечной системе, вместе взятых (не считая Солнца). Атмосфера Юпитера очень похожа на звезду и состоит в основном из водорода и гелия. Ученые считают, что если бы Юпитер был примерно в 80 раз больше, то он бы превратился в звезду. Сейчас же это по сути миниатюрная солнечная система со своими 4 огромными спутниками и 63 более мелкими. Юпитер настолько массивен, что он в 1300 раз больше Земли.
2. Большое Красное Пятно
Великолепные полосы на Юпитере (которые, наверняка, видел каждый человек) вызваны постоянными сильными ветрами, которые дуют со скоростью до 650 километров в час. Зоны белых облаков в верхних слоях атмосферы состоят из замерзшего и кристаллизировавшегося аммиака. Темные облака, которые содержат другие химические вещества, находятся в средних слоях атмосферы, а синие облака наблюдаются на самых глубоких видимых слоях атмосферы.
Больше всего на Юпитере выделяется гигантский супер-шторм под названием Большое красное пятно, который бушует уже 300 лет. Вращающееся против часовой стрелки Большое красное пятно в три с лишним раза больше диаметра Земли. Ветер в его центре развивает скорость до 450 километров в час. Большое красное пятно постоянно меняется в размерах, а иногда даже кажется, что оно исчезает, но вновь после этого возвращается.
3. Невероятное магнитное поле Юпитера
Из-за магнитного поля, которое почти в 20 тысяч раз сильнее, чем у Земли, Юпитер можно считать настоящим "магнитным королем" нашей планетарной системы. Юпитер улавливает и притягивает к себе электрически заряженные частицы, которые непрерывно бомбардируют систему, с уровнем радиации в 1000 раз больше, чем фатальный уровень для человека. Это излучение настолько интенсивное, что может повредить даже наиболее сильно экранированным космическим аппаратам НАСА, таким как зонд Galileo.
Юпитер имеет магнитосферу, которая простирается на ошеломляющие 1 - 3 миллиона километров в направлении Солнца, а также тянется, как хвост, за газовым гигантом, летящим по орбите вокруг Солнца, на... 1 миллиард километров.
4. Бешеный волчок
Юпитер, несмотря на свои гигантские размеры, совершает полный оборот вокруг своей оси меньше, чем за 10 часов (по сравнению с 24 часами в случае Земли). Будучи газообразной планетой, Юпитер не вращается как твердая планета, подобная Земле. Вместо этого, он вращается немного быстрее на экваторе, чем в полярных районах (со средней скоростью в 50 000 километров в час или в 27 раз быстрее, чем Земля). Поэтому сутки на Юпитере длятся 9 часов и 56 минут на обоих полюсах и 9 часов и 50 минут в районе экватора планеты-гиганта. Это чрезвычайно быстрое вращение приводит к тому, что Юпитер более выпуклый на экваторе и сплющенный на полюсах.
5. Юпитер - крупнейшее радио в Солнечной системе
Еще одна область, в которой выделяется Юпитер, это "взрывы" мощных природных радиоволн, которые производит эта планета, создавая жуткие шумы при приеме радиопередач коротковолновыми радиостанциями на Земле. Эти выбросы радиоволн естественным образом генерируются благодаря неустойчивой плазме в магнитосфере газового гиганта. Когда их впервые открыли земные ученые, то эти радиоволны вызвали настоящий переполох, поскольку их посчитали переговорами инопланетян.
Большинство астрофизиков предполагают, что ионизированные газы верхних слоев атмосферы Юпитера и его магнитные полюса иногда действуют как очень сильный радио-лазер, производя настолько интенсивное излучение, что газовый гигант довольно часто затмевает даже солнце в качестве источника радиоволн. Ученые считают, что сила этого явления каким-то образом связана с вулканическим спутником Ио.
6. Кольца Юпитера
Ученые НАСА были удивлены, когда в 1979 году космический аппарат Voyager-1 обнаружил три кольца вокруг экватора Юпитера. Эти кольца гораздо слабее, чем кольца Сатурна и их попросту не было видно с Земли. Главное кольцо составляет около 30 километров в толщину и 6 000 километров в ширину, а плоское внутреннее кольцо-облако, которое называются "Кольцо-гало", в толщину составляет около 20 000 км. И Главное кольцо и Гало состоят из мелких темных частиц. Третье кольцо, также известное как "Паутинное", в действительности представляет собой три кольца, состоящие из микроскопических обломков трех спутников Юпитера - Адрастеи, Фив и Амальтеи.
7. Защитник планет
Поскольку Юпитер является самым большим небесным телом в Солнечной системе (кроме самого Солнца), его гравитационные силы, возможно, помогли в формировании буквально всей остальной части Солнечной системы. Согласно данным исследования, опубликованного в журнале Nature, Юпитер, возможно, "оттеснил" Уран и Нептун на современные орбиты этих планет. А согласно статье, опубликованной в журнале Science, Юпитер, наряду с Сатурном, возможно, также "отложил" огромное количество мусора на внутренних планетах во время ранней истории Солнечной системы.
Также ученые теперь почти уверены, что газовый гигант сдерживает некоторые астероиды, "не пуская" их к Земле. Текущие данные показывают, что гравитационное поле Юпитера оказывает сильное влияние на многие астероиды.
8. У гиганта Юпитера и маленькой Земли ядро одинакового размера
Ученые предполагают, что внутреннее ядро Юпитера в 10 раз меньше, чем вся планета Земля А состоит оно скорее всего из жидкого металлического водорода. Диаметр Земли составляет чуть менее 13000 километров, поэтому ядро Юпитера должно быть чуть менее 1300 км в поперечнике. Это делает его размер сопоставимым с размером ядра Земли, которое, как полагают, составляет около 1200 километров в диаметре.
9. Атмосфера Юпитера: мечта для химика и кошмар для всех остальных
Состав атмосферы Юпитера в основном представляет собой смесь из 89,2 процентов молекулярного водорода и 10,2 процентов гелия. Остальная часть атмосферы состоит из следовых количеств аммиака, дейтерида водорода, метана, этана, воды, аммиачного льда, замерзшей воды и аммиачных гидро-сульфидных аэрозолей. Из-за магнитного поля в 20 000 раз более сильного, чем у Земли, огромный газовый гигант имеет плотное внутреннее ядро из (в настоящее время) неизвестного состава, которое полностью окружено толстым слоем обогащенного гелия и жидкого металлического водорода.
10. Спутник Юпитера Каллисто - небесное тело с наибольшим количеством кратеров
Каллисто - самый дальний из четырех "галилеевых спутников", который вращается вокруг газового гиганта примерно за неделю. Поскольку его орбита лежит за пределами радиационного пояса Юпитера, Каллисто менее страдает от приливных воздействий, чем любой других галилеевый спутник.
Диаметр Каллисто составляет 5000 километров, т. е. этот спутник по размеру примерно равен планете Меркурий. После Ганимеда и Титана, Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе (Ио - четвертый, а Луна - пятый). Средняя температура на поверхности Каллисто составляет -139 градусов по Цельсию. А необычен Каллисто тем, что его поверхность буквально испещрена кратерами.
В одном из наших предыдущих обзоров мы рассказывали про .
Самая крупная планета в нашей Солнечной системе – это Юпитер. Наряду с Нептуном, Сатурном и Ураном эта планета классифицируется не иначе как газовый гигант. Юпитер был известен человечеству еще со времен древних цивилизаций, он нашел своё отражение в религиозных верованиях и мифологии. Название же его происходит от имени верховного бога-громовержца Древнего Рима.
Диаметр этого гиганта более чем в 10 раз превышает диаметр нашей планеты, а его объемы превосходят все планеты нашей Солнечной системы. В нем поместятся 1300 таких планет, как наша. Сила притяжения Юпитера такова, что может изменить траекторию движения комет, притом, чтов итоге это небесное тело может покинуть Солнечную систему вовсе. Магнитное поле планеты Юпитер также самое сильное среди всех планет системы.
Оно в 14 раз превышает наше. Многие астрономы склонны считать, что это поле создается благодаря движению водорода внутри гиганта. Юпитер – очень сильный радиоисточник, он может повредить любой из существующих космических аппаратов, подлетевших слишком близко.
Несмотря на свои огромные параметры, Юпитер – самая быстрая планета системы Солнца. Для полного её вращения достаточно десяти часов. Но для того, что бы облететь Солнце гигант затрачивает около 12 лет.
Это интересно: на планете нет смены времен года!
В принципе, гиганта можно рассматривать и как отдельную систему, такая своеобразная система Юпитера в системе Солнца. Всё дело в том, что вокруг него вращается более 60 спутников. Все они вращаются в противоположном направлении от вращения самой планеты. Вполне возможно, что истинное число спутников Юпитера переваливает за сотню, но, увы, пока они неизвестны для ученых. Среди всех небесных тел, вращающихся вокруг этого гиганта, можно выделить четыре: Каллисто, ИО, Европа и Ганимед. Все вышеперечисленные спутники больше нашей Луны минимум в 1,5 раза.
Юпитер имеет 4 кольца. Одно, самое главное, появилось благодаря столкновению метеорита с 4мя спутниками этой планеты: Метида, Альматея, Фива и Адрестея. Кольца Юпитера имеют одно отличие: в них не был найден лёд. Сравнительно недавно ученые обнаружили еще одно кольцо, которое расположилось само ближе к планете-гиганту, оно получило название Гало.
Удивительным фактом является то, что на планете Юпитер располагается Большое Красное пятно, котороя на самом деле является трехсот пятидесяти летним антициклоном. Возможно ему даже больше, чем мы предполагаем. Его открыл астроном Дж. Кассини в 1665 году. Он достигал своего максимума век назад: 14 тысяч км в ширину и 40 тысяч км в длину. На данный момент антициклон уменьшился вдвое. Красное пятно – это своеобразный вихрь, который вращается со скоростью 400-500 км/ч против часовой стрелки.
Земля и Юпитер чем-то похожи друг на друга. К примеру, бури на этой огромной планете долго не продолжаются, до 4 дней, а ураганы всегда сопровождаются штормом и молнией. Конечно, сила этих явлений намного больше, чем у нас.
Оказывается, Юпитер умеет «говорить». Он издает странные звуки, похожие на речь, их так же называются электромагнитные голоса. Это странное явление впервые зарегистрировал зонд NASA-Voyager.
Юпитер – довольно странная планета. Ученые не могут точно ответить, почему на ней природные явления ведут себя по-другому. К примеру, Юпитеру свойствен один интересный феномен – феномен «горячих теней». Всё дело в том, что обычно в тени температура ниже, чем на освещенных участках. Однако на этом гиганте там, где поверхность в тени, температура выше, чем в открытой окружающей местности. Существует много объяснений этой аномалии. Самой правдоподобной теорией является мнение, что все планеты поглощают большую часть энергии нашего светила, но небольшую часть – отражают. Выходит, что Юпитер наоборот отражает больше тепла, чем получает его от Солнца.
На этом странности не заканчиваются. Недавно на одном из спутников Юпитера – Ио – была зафиксирована вулканическая деятельность! На поверхности спутника было открыто восемь действующих вулканов. Это новость стала сенсацией, потому как нигде, кроме Земли, вулканов нет. На другом же спутнике – Европе – ученые обнаружили воду, которая находится под очень толстым слоем льда.
Юпитер может по праву считаться самой богатой планетой. По подсчетам ученых на этом гиганте может быть град из кусков алмаза. Дело в том, что на Юпитере углерод в кристаллических формах – далеко не редкость. Сначала молнии превращают метан в углерод, далее при падении он твердеет и превращается в графит. Падая еще ниже, графит в итоге становится алмазом, которому еще предстоит падать в течение 30 тысяч км. В самом конце, камни достигают такой большой глубины, что высокая температура ядра газового гиганта плавит их и, вполне возможно, что внутри создается огромный океан жидкого углерода.
Есть ли признаки жизни на Юпитере? Увы, на сегодняшний день наличие жизни на этой планете – маловероятно, потому как в атмосфере низкая концентрация воды и твёрдая поверхность в принципе отсутствует.
Перечитывая вышеизложенные факты, создается впечатление, что это далеко не все сенсации, самые интересные ждут нас впереди. Многие исследователи и ученые считают, что на Юпитере вполне возможна жизнь. Атмосфера этого гиганта очень похожа на нашу атмосферу в далеком прошлом. Поэтому, думается, это не последняя статья и это не последние факты, которые нам предстоит еще рассмотреть.
NASA
С древних времен человеку было известно пять планет в Солнечной системе: Меркурий, Вене
ра, Марс, Юпитер и Сатурн. Эти планеты видны невооруженным глазом.В начале XVII в. ас трономы доказали, что Земля также планета. Позже были открыты планеты Уран и Нептун (восьмая, крупная, а теперь и последняя планета Солнечной системы).
Ближайшие к Солнцу 4 планеты (
Меркурий, Вене ра, Марс и Земля) называют планетами зем ной группы. Следующие 4 планеты - это массивные газовых тела и их называют планетами - гиганта ми.Речь пойдет о Юпитере, о пятой и самой крупной из планет в Солнечной системе. Юпитер - эта крупнейшая планета Солнечной системы и соответственно самая крупная из газовых планет-гигантов.
Свое название планета получила в честь верховного бога античной мифологии (древнегреческого Зевса, у римлян – Юпитер). Иногда Юпитер еще называют «царем планет».
Орбита Юпитера находится за Марсом и за основным поясом астероидов. Большая полуось орбиты Юпитера равна 5,2 а.е., эксцентриситет орбиты е = 0,0489.
Юпитер превосходит Землю в 11,2 раза по диаметру и в 318 раз по массе. Вообще, масса Юпитера превышает массу всех других планет, вместе взятых.
Он находится на среднем расстоянии 779 млн. км от Солнца, т.е. впятеро дальше от Солнца, чем Земля. Юпитер затрачивает на один оборот по орбите около 12 лет. Средняя скорость движения по орбите – 13,1 км/с. Но, несмотря на гигантские размеры, собственное вращение этой планеты очень быстрое - быстрее Земли или Марса. Юпитер совершает один оборот вокруг своей оси за 9 ч 55 мин. И то это средний период вращения видимой поверхности.
Из-за быстрого вращения Юпитер сильно сплюснут центробежными силами: его экваториальный радиус (71 492 км) на 7% больше полярного, что легко заметить при наблюдении в телескоп. Твердой поверхности в общепринятом смысле у Юпитера нет, у него также низкая средняя плотность (1,33 г/см 3). Он почти целиком состоит из водорода и гелия. Поэтому вращение Юпитера отличается от вращения твердого тела: экваториальная область вращаются быстрее, чем приполярные области.
Сила тяжести на экваторе планеты в 2,6 раза больше, чем на Земле. Экватор Юпитера наклонен всего на 3° к его орбите, поэтому на планете не бывает смены времен года. Наклон орбиты к плоскости эклиптики еще меньше - всего 1˚. То есть ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Поэтому на Юпитере нет смены времен года. Противостояния Земли и Юпитера повторяются через каждые 399 суток.
Строение Юпитера, химический состав и физические условия
Атмосфера Юпитер состоит главным образом из водорода и гелия: по объему их количество составляет соответственно 89% и 11 %, а по массе - 80% и 20%. Что напоминает по химическому составу Солнце. Водородно-гелиевая атмосфера Юпитера имеет огромную протяженность - свыше 1000 км. Под ней давление достигает таких значений, что молекулярный водород превращается в жидкость. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы, а также содержит аммиак и ацетилен.
Но вернемся пока к видимой поверхности Царя Планет.
|
|
Видимая поверхность Юпитера – это плотные облака.
Мы видим поверхность облачного слоя, верхушки облаков. Эти облака образуют полосы желто-коричневых, белых, красных и голубоватых оттенков. Полосы образуют систему темных поясов и светлых зон. Полосы расположены симметрично к северу и югу от экватора. Севернее и южнее широт ± 40˚ облака образуют поля с коричневыми и голубоватыми пятнам. Периоды вращения этих облачных слоев неодинаковые: чем ближе они к экватору, тем с более коротким периодом вращаются. Вблизи экватора они завершают оборот вокруг оси планеты за 9 ч 50 мин, а на средних широтах - за 9 ч 55 мин.
Ведь пояса и зоны - это области нисходящих и восходящих потоков в атмосфере планеты. Атмосферные течения, параллельные экватору, поддерживаются благодаря потокам тепла из глубины планеты, а также быстрому вращению Юпитера и энергии Солнца. Видимая поверхность зон расположена примерно на 20 км выше поясов. На границах поясов и зон наблюдаются сильные турбулентные движения газов.
Окраска поясов объясняется наличием различных химических соединений. Ближе к полюсам планеты, на высоких широтах, облака образуют сплошное поле с коричневыми и голубоватыми пятнами поперечником до 1 000 км.
Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху – облака из оледеневшего аммиака; под ним – кристаллы сероводорода аммония и метана, а в самом низком слое – водяной лед и, возможно, жидкая вода. Кроме того, Юпитер имеет водородную и гелиевую короны.
На пятой орбите вокруг Солнца располагается газовый гигант под названием Юпитер, который является самой большой планетой в Солнечной системе. именно с него заканчивается так называемое семейство планет Земной группы и начинается семейство газовых гигантов. Его масса настолько велика, что он имеет на своей орбите 67 известных спутников. Его изучением с с 1970 годов занимались 8 космических аппаратов и вот что они о нем узнали.
История открытия планеты
Юпитер, как и большинство других планет был известен еще с древних времен. Он является второй по яркости на ночном небе планетой после Венеры, поэтому наблюдать его можно даже невооруженным взглядом. Примечательно, что первые спутники, движущиеся вокруг планет, были открыты именно вокруг Юпитера. Сделал это итальянский астроном Галилео Галилей в 1610 году, открыв Ио, Европу, Ганимед и Каллисто, известные также как Галилеевы спутники.
10 вещей, которые необходимо знать о Юпитере!
- Юпитер раположен на пятой орбите от Солнц;
- На земном небосклоне, Юпитер является четвертым по яркости объектом, после Солнца, Луны и Венеры;
- На Юпитере самый короткий день из всех планет Солнечной системы;
- В атмосфере Юпитера, бушует один из самых длительных и мощных штормов в Солнечной системе, более известный как Большое Красное Пятно;
- Луна Юпитера — Ганимед, является самой большой луной в Солнечной системе;
- Вокруг Юпитера расположена тонкая система колец;
- Юпитер посетило 8 научно — исследовательских аппаратов;
- Юпитер имеет сильное магнитное поле;
- Если бы Юпитер был в 80 раз массивнее, он стал бы звездой;
- Вокруг Юпитера вращается 67 естественных спутника. Это самый большой показатель в Солнечной системе;
Астрономические характеристики
Значение имени планеты Юпитер
Свое имя Юпитер получил в честь самого могущественного бога в римской мифологии, хоть и является второй по яркости планетой, после Венеры. У греков эта планета носила название Зевса, также самого величественного бога своего пантеона. Все дело в том, что Венеру можно наблюдать только утром или вечером, в то время как Юпитер из-за своего медленного и величественного перемещения по орбите может ярко светить на протяжении всей ночи.
Физические характеристики Юпитера
Кольца и спутники
Вокруг Юпитера присутствует система колец и огромное количество естественных спутников. В настоящее время астрономам известно 67 спутников, вращающихся на различных орбитах вокруг Юпитера. Этот показатель является самым большим в Солнечной системе. Первые спутники, как мы уже писали, были открыты еще в далеком 1610 году итальянским астрономом Галилео Галилеем. Это были Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. С дальнейшим развитием технологий и средств наблюдения были открыты и другие его спутники.
Отличительной чертой больших спутников Юпитера является то, что они всегда обращены одной стороной к планете в связи с огромным гравитационным влиянием, которое Юпитер оказывает на них. Также существует интересная закономерность, чем дальше орбита спутника от планеты тем меньше его плотность.
Система колец вокруг Юпитера была открыта в 1979 году во время прохождения исследовательского зонда “Вояджер-1” рядом с планетой. Всего было обнаружено три кольца, которые получили название: главное, гало и паутинное. Кольца Юпитера не велики а их отражательная способность — альбедо всего 1,5%, поэтому их наблюдение возможно только при солнечной подсветке.
Особенности планеты
Самая массивная планеты в Солнечной системе с четырьмя лунами размером с небольшую планеты и множеством мелких спутников образует своего рода миниатюрную копию Солнечной систем. И это было бы действительно возможно если масса Юпитеры была примерно в 80 раз больше. Тогда он был бы не планетой, а мог превратиться в звезду очень похожей на наше Солнце.
Если бы Галилео Галилей дожил до наших времен он бы сильно удивился тому, что мы смогли узнать о Юпитере и его спутниках за последние 30 лет. Например, Ио является самым вулканически-активным космическим объектом в нашей Солнечной системе. Ганимед является крупнейшей планетной луной и единственным известным спутником в Солнечной системе имеющим собственное магнитное поле. Огромный океан жидкой воды может находиться под ледяной поверхностью Европы, Каллисто и Ганимеда. Только в 2003 году, астрономы обнаружили на орбите вокруг планеты-гиганта 23 новых спутника, доведя их общее количество до 49. Большинство мелких внешних спутников, вероятнее всего являются астроидами, которые были захвачены огромным гравитационным притяжением Юпитера.
Внешность Юпитера является одной из самых завораживающих, включая в себя яркие цвета и различные атмосферные особенности. Большинство видимых облаков состоят в основном из аммиака. Вода на планете присутствует, но значительно глубже и иногда может проглядываться через ясные пятна сквозь облачный покров. Полосы в атмосфере планеты создаются сильными ветрами в верхних слоях атмосферы Юпитера. На стыке этих зон появляются штормовые образования, которые способны существовать на протяжении многих лет. Так, знаменитой красное пятно, гигантское штормовое образование, наблюдается уже на протяжении последних 300 лет.
Атмосфера планеты
Состав атмосферы планеты аналогичен составу Солнца — в основном это водород и гелий. Глубоко в атмосфере, где более высокие значения температуры и давления, газообразный водород превращается в жидкость. На высоте примерно две трети от поверхности планеты, водород становится металлическим и токопроводящим. В этом металлическом слое образуется магнитное поле Юпитера, которое почти в 20 000 раз мощнее земного. В центре, под огромным давлением может существовать твердое каменное ядро, диаметр которого примерно в 1,5 раза больше земного.
Полезные статьи, которые ответят на большинство интересных вопросов о Юпитере.
Объекты глубокого космоса
268,057°
0,52 (геом.альбедо)
Планета была известна людям с глубокой древности, нашла своё отражение в мифологии и религиозных верованиях многих культур.
Юпитер состоит преимущественно из водорода и гелия. Скорее всего, в центре планеты имеется каменное ядро из более тяжёлых элементов под высоким давлением. Из-за быстрого вращения форма Юпитера - сплюснутый сфероид (он обладает значительной выпуклостью вокруг экватора). Внешняя атмосфера планеты явно разделена на несколько вытянутых полос вдоль широт, и это приводит к бурям и штормам вдоль их взаимодействующих границ. Заметный результат этого - Большое Красное Пятно , гигантский шторм, который известен с XVII века . По данным спускаемого аппарата «Галилео », давление и температура при углублении в атмосферу быстро растут. Юпитер обладает мощной магнитосферой .
Спутниковая система Юпитера состоит, по крайней мере, из 63 спутников , включая 4 больших спутника, называемые также «галилеевыми », которые были обнаружены Галилео Галилеем в 1610 году . Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия . Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца .
Юпитер исследовался восемью межпланетными станциями НАСА . Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер » и «Вояджер », и позднее «Галилео », сбросившим зонд в атмосферу планеты. Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты », направляющийся к Плутону .
Наблюдение
Параметры планеты
Юпитер - самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли .
Масса Юпитера более чем в 2 раза превышает суммарную массу всех остальных планет солнечной системы, в 318 раз - массу Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Если бы Юпитер был примерно в 60 раз массивнее, он мог бы стать звездой. Плотность Юпитера примерно равна плотности Солнца и значительно уступает плотности Земли.
Экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, поэтому на Юпитере не бывает смен времён года.
Юпитер вращается вокруг своей оси, причём не как твёрдое тело: угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. На экваторе сутки длятся около 9 ч 50 мин. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 4,6 тыс. км (то есть на 6,5 %).
Всё, что мы можем наблюдать на Юпитере - это облака верхнего слоя атмосферы. Гигантская планета состоит преимущественно из газа и не имеет привычной нам твёрдой поверхности.
Юпитер выделяет в 2-3 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это может объясняться постепенным сжатием планеты, опусканием гелия и более тяжёлых элементов или процессами радиоактивного распада в недрах планеты.
Большинство из известных на настоящее время экзопланет сопоставимы по массе и размерам с Юпитером, поэтому его масса (M J ) и радиус (R J ) широко используются в качестве удобных единиц измерения для указания их параметров.
Внутреннее строение
Юпитер состоит, в основном, из водорода и гелия. Под облаками находится слой глубиной 7-25 тыс. км, в котором водород постепенно изменяет своё состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000 °C). Чёткой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана.
Модель внутренней структуры Юпитера: каменистое ядро, окружённое толстым слоем металлического водорода.
Под жидким водородом находится слой жидкого металлического водорода толщиной, согласно теоретическим моделям, около 30-50 тыс. км. Жидкий металлический водород формируется при давлении в несколько миллионов атмосфер. Протоны и электроны в нём существуют раздельно, и он является хорошим проводником электричества. Мощные электротоки, возникающие в слое металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера.
Учёные полагают, что Юпитер имеет твёрдое каменное ядро, состоящее из тяжёлых элементов (более тяжёлых, чем гелий). Его размеры - 15-30 тыс. км в диаметре, ядро обладает высокой плотностью. По теоретическим расчётам, температура на границе ядра планеты - порядка 30 000 K , а давление - 30-100 млн атмосфер.
Измерения, сделанные как с Земли, так и зондами, позволили обнаружить, что выделяемая Юпитером энергия, в основном в виде инфракрасного излучения, приблизительно в 1,5 раза больше получаемой им от Солнца. Отсюда ясно, что Юпитер обладает значительным запасом тепловой энергии, образовавшимся в процессе сжатия материи при образовании планеты. В целом считается, что в юпитерианских недрах всё ещё очень жарко - около 30 000 К.
Атмосфера
Атмосфера Юпитера состоит из водорода (81 % по числу атомов и 75 % по массе) и гелия (18 % по числу атомов и 24 % по массе). На долю остальных веществ приходится не более 1 %. В атмосфере присутствуют метан , водяной пар , аммиак ; имеются также следы органических соединений, этана , сероводорода , неона , кислорода , фосфина , серы . Внешние слои атмосферы содержат кристаллы замороженного аммиака.
Облака, находящиеся на разной высоте, имеют свой цвет. Самые высокие из них красные, чуть пониже находятся белые, ещё ниже коричневые, а в самом нижнем слое - синеватые.
Красноватые вариации цвета Юпитера могут объясняться наличием соединений фосфора, серы и углерода. Поскольку цвет может сильно варьироваться, следовательно, химический состав атмосферы также различен в разных местах. Например, имеются «сухие» и «мокрые» области с разным содержанием водяного пара.
Температура внешнего слоя облаков - около −130 °C, однако быстро растёт с глубиной. По данным спускаемого аппарата «Галилео », на глубине 130 км температура равна +150 °C, давление - 24 атмосферы. Давление у верхней границы облачного слоя - около 1 атм, т. е. как у поверхности Земли. «Галилео» обнаружил «тёплые пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок, и можно видеть более тёплые внутренние области.
Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. Циркуляция атмосферы определяется двумя основными факторами. Во-первых, вращение Юпитера в экваториальных и полярных областях неодинаково, поэтому атмосферные структуры вытягиваются в полосы, опоясывающие планету. Во-вторых, имеется температурная циркуляция за счёт тепла, выделяющегося из недр. В отличие от Земли (где циркуляция атмосферы происходит за счёт разницы солнечного нагрева в экваториальных и полярных областях) на Юпитере воздействие солнечной радиации на температурную циркуляцию незначительно.
Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются в виде светлых зон и тёмных поясов. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне (примерно на 20 км), а их светлая окраска объясняется, видимо, повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Располагающиеся ниже тёмные облака поясов состоят предположительно из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. Эти структуры представляют области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется на несколько минут в зависимости от широты. Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводит к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно , наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет.
В атмосфере Юпитера наблюдаются молнии, мощность которых на три порядка превышает земные, а также полярные сияния . Кроме того, орбитальным телескопом «Чандра » обнаружен источник пульсирующего рентгеновского излучения (названный Большим рентгеновским пятном), причины которого представляют пока загадку.
Большое красное пятно
Большое красное пятно - овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (значительно больше размеров Земли), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень чётко видимым. Большое красное пятно - это уникальный долгоживущий гигантский ураган (антициклон), вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток. Оно характеризуется восходящими течениями в атмосфере. Облака в нём расположены выше, а температура их ниже, чем в соседних областях.
Магнитное поле и магнитосфера
Жизнь на Юпитере
В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным ввиду низкой концентрации воды в атмосфере и отсутствия твёрдой поверхности. В 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака . Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки, и возможность по крайней мере химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому. Однако возможно существование на Юпитере и водно-углеводородной жизни: в содержащем облака из водяного пара слое атмосферы температура и давление также весьма благоприятны.
Комета Шумейкеров-Леви
След от одного из обломков кометы.
В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета . Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. Этот кометный рой был обнаружен на обсерватории Маунт-Паломар супругами Кэролайн и Юджином Шумейкерами и астрономом-любителем Дэвидом Леви. В 1994 году , при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью - около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности, с помощью Космического телескопа «Хаббл» , инфракрасного спутника IUE и межпланетной космической станции «Галилео» . Падение ядер сопровождалось интересными атмосферными эффектами, например, полярными сияниями , чёрными пятнами в местах падения ядер кометы, климатическими изменениями.
Пятно в районе Южного полюса Юпитера.
Примечания
Ссылки
|
Спутники Юпитера
Перечисление в группах в порядке возрастания большой полуоси орбиты |
|
|---|---|
| Внутренние спутники | Метида · Адрастея · Амальтея · Фива |
| Галилеевы спутники | Ио · Европа · Ганимед · Каллисто |
| Группа Фемисто | Фемисто |
| Группа Гималии | Леда · Гималия · Лиситея · Элара · S/2000 J 11 |
| Группа Карпо | Карпо · S/2003 J 12 |
| Группа Ананке | Эвпорие · S/2003 J 3 · S/2003 J 18 · Тельксиное · Эванте · Гелике · |