Юпитер планета — газовый гигант, его размеры и масса, температура поверхности, особенности и описание, орбита и спутники, расстояние до Солнца

Еще древние люди наряду с Луной и Венерой наблюдали в ночном небе яркую светящуюся точку. В Месопотамии ярко-оранжевая звезда получила название в честь верховного божества Мардука. В Древнем Риме ночное светило получило название в честь Юпитера – главного божества древнеримского Пантеона. У скандинавских племен и у германцев яркую звезду навали в честь бога Тора. Другими словами, пятая, самая большая планета Солнечной системы издревле является спутником человеческой цивилизации.

Характеристики и отличительные особенности Юпитер

Уже древние астрономы считали Юпитер самым крупным после Солнца небесным телом. Несмотря на свой яркий облик, видимая звездная величина планеты варьируется в диапазоне -1,61 до -2,94, Юпитер сразу причислили к разряду планет. У него среди других планет Солнечной системы одно из самых высоких альбедо 0,52, больше только у Венеры (0,65).

Гигант вписывался в предложенную Аристархом Самосским гелиоцентрическую систему строения Солнечной системы. Предположение древнегреческого астронома и математика том, что вокруг Солнца вращаются семь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн, документально подтвердил в XVI веке Николай Коперник.

С появлением оптических инструментов началось пристальное исследование и изучение небесных объектов на небе, но к Юпитеру отношение всегда оставалось особенным почтительным. Один из самых ярких объектов на ночном небе сначала заинтересовал Галилео Галилея. Итальянец впервые обнаружил, что пятая планета является самой крупной и имеет колоссальные размеры. Не менее впечатляющие размеры имеют и его четыре спутника: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто, открытые Галилеем. Следом за Галилеем в работу по изучению гиганта включились все ведущие астрономы мира, среди которых были такие светила астрономии, как Роберт Гук и Джованни Кассини. Благодаря усилиям этих ученых научное сообщество получило первые астрофизические данные о параметрах планеты, было составлено описание атмосферы гиганта и выявлен ряд особенностей.

Юпитер занимает срединное положение в Солнечной системе. Его орбита пролегает сразу за поясом астероидов, отделяющим планеты земной группы от сообщества газовых гигантов. Путь планеты вокруг Солнца пролегает по эллиптической орбите, эксцентриситет которой составляет 0,048775. Ввиду этого расстояние от Солнца может быть различным. В перигелии гигант приближается к нашему главному светилу на расстояние 740,55 млн. км. В афелии пятая планета убегает от Солнца на расстояние в 816,04 млн. км. Полный оборот вокруг центра нашей Солнечной системы планета совершает за 11,8 земных лет. Другими словами, год на Юпитере длится 4332 земных дня. Этот показатель свидетельствует о невысокой орбитальной скорости — всего 13,07 км/с, с которой Юпитер несется в космическом пространстве.

Орбитальная скорость Марса составляет 24,12 км/с, а у Земли орбитальная скорость равняется 29,79 км/с.

У Юпитера экваториальная плоскость почти совпадает с орбитальной плоскостью. Угол наклона оси газового гиганта составляет всего 3,13°, поэтому перемену сезонов на Юпитере не обнаружить. Вдобавок ко всему пятая планета быстрее всех вращается вокруг собственной оси. Массивное тело вертится словно волчок, совершая полный оборот вокруг собственной оси почти за 10 часов. Если быть более точными, юпитерианский день длиться 9 часов 50 минут. Столь стремительное вращение вызывает и в наши дни недоумение среди ученых астрофизиков.

Размер планетарного диска составляет 139822 км. В сравнении с Землей, диаметр гиганта в 11,5 раз больше диаметра нашей планеты. По своему виду крупнейшая планета напоминает яйцо. Полярный радиус Юпитера меньше параметров в экваториальной области — 66 854 км против 71 492 километров.

Если по величине превосходство Юпитера выглядит не столь впечатляюще, то по своей массе этот гигант, безусловно, является рекордсменом. Масса самой крупной планеты Солнечной системы составляет 1 898 600 000 000 000 000 000 000 000 кг, что всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Юпитер в 2,5 раза превосходит массу всех объектов нашей звездной системы, включая все планеты Солнечной системы вместе с их спутниками и суммарную массу всех комет и астероидов. Несмотря на столь впечатляющие физические параметры, газовый колосс имеет низкую плотность — всего 1,326 к/см3, сравнимую с плотностью Солнца. Это в четыре раза меньше чем у Меркурия — самой маленькой планеты Солнечной системы.

Если бы Юпитер увеличил свою массу еще в 80 раз, мы бы имели перед собой горячую звезду, а не планету. Масса и плотность являются основными доводами сторонников звездной природы самой крупной планеты нашей звездной системы. Ученые полагают, что Юпитер является несостоявшейся звездой, которая не смогла в период формирования добрать свой массы.

Загадки и парадоксы Юпитера

В подтверждение звездной теории происхождения Юпитера достаточно рассмотреть состав планеты. Это огромный шар, наружный слой которого на 90% состоит из газообразного и полужидкого водорода. Остальные 10% атмосферы планеты приходятся на гелий. У нашей звезды состав имеет немного иное соотношение: 75% водорода и 25% гелия. Подобная концентрация водорода и гелия на Юпитере обнаружена в глубинных слоях.

Состав планеты имеет следующую последовательность:

  • верхние слои атмосферы имеют газообразное состояние и состоят из кристаллов аммиака;
  • далее на глубине 100 км концентрация водорода возрастает, превращая его в жидкость;
  • на глубине 17000 км от мнимой поверхности планеты атомы водорода трансформируются, превращая его в металлизированное вещество.

Однако в отличие от Солнца, в нижних слоях атмосферы газового гиганта были обнаружены следы метана, аммиака, сероводорода и углерода. В малом количестве имеются кислород, летучий неон, кремний и сера. В данном случае поверхность планеты в привычном виде отсутствует. Вслед за плотными слоями атмосферы Юпитера начинается царство жидкой водородной субстанции, окутывающей плотное и тяжелое ядро. Высока вероятность того, что ядро Юпитера – это плотно сжатая смесь металлического водорода и гелия. Допускается присутствие силикатных пород, однако подобная версия ничем не подтверждена.

По своим размерам ядро может составлять 5-15% массы всей планеты. Температура в юпитерианском ядре достигают значений 5-5,5 млн. градусов Цельсия. Металлизированный водород, окружающий ядро, возникает из-за колоссального давления внутри планеты — более 3 млн. атм. Водород находится в металлическом состоянии и является главным фактором, способствующим образованию сильного и мощного магнитного поля Юпитера. Помимо самого ядра, недра планеты также остаются достаточно горячими, нагреваясь до отметки в 35 тыс. градусов Цельсия. Эти значения сравнимы с температурой, зафиксированной на поверхности Солнца. Такой разогрев делает Юпитер уникальным объектом Солнечной системы. В отличие от других планет, которые в большинстве своем получают энергию от Солнца, самая крупная планета отдает в 2 раза больше тепла, чем получает. Количество излучаемой энергии, масса планеты и ее невысокая плотность наталкивают ученых на мысль, что перед нами молодая звезда, застывшая много лет назад на начальной стадии формирования.

Допускается версия, что через 4-5 млрд. лет Юпитер достигнет критической массы и внутри планеты начнется процесс термоядерного синтеза. Если такое произойдет, газовый гигант в одно мгновение вспыхнет как Солнце. Солнечная система, где всегда доминировало одно светило, превратится в двойную звездную систему. Эта теория имеет место, так как большинство звездных систем в нашей галактике представлено парой звезд. Если считать Юпитер звездной парой Солнца, все становится на свои места. При таком сценарии планетарный состав и структура Солнечной системы кардинально изменится.

Система спутников Юпитера

В дополнение к озвученной теории о звездной природе самой крупной планеты Солнечной системы следует отметить и особенность вращения Юпитера по орбитальному пути. По законам физики небесное тело с меньшей массой всегда вращается вокруг чего-то более крупного и массивного. При этом оба небесных тела вращаются вокруг единого для обоих объектов центра масс, расположенного в центре большего объекта. Массивный и тяжелый Юпитер можно вполне сопоставить по массе с нашей звездой, поэтому оба столь крупных небесных тела взаимно действуют друг на друга, смещая точку центра масс. В соответствии с расчетами, Юпитер вращается не вокруг центра нашего Солнца, а вокруг центра масс, который находится вне области солнечного диска.

Вероятность того, что мы живем на этапе формирования двойной звездной системы, очень высока. События, которые произошли в январе 2009 года, указали ученым, что газовый гигант при наступлении определенных условий легко может превратиться во второе Солнце. Под воздействием корональных выбросов пятая планета сначала вспыхнула, а затем стала вести себя подобно звезде. С поверхности Юпитера даже были зафиксированы свои, юпитерианские корональные выбросы.

Как и наша главная звезда, Юпитер имеет свою систему небесных тел, подчиненных силам гравитации газового гиганта. У Юпитера больше всего спутников в Солнечной системе – 67, три из которых — Ганимед, Каллисто и Ио — входят в пятерку самых крупных спутников Солнечной системы. Спутник планеты Юпитер Ио является уникальным объектом Солнечной системы, считаясь самым вулканически активным небесным телом.

Помимо галилеевых спутников в системе газового гиганта имеется еще одна группа объектов – Амальтея. Остальные спутники у Юпитера по размеру, строению и орбитальным параметрам поделены на семьи. Дополняют эту обширную свиту кольца, в которых сосредоточен весь строительный мусор, оставшийся после формирования системы Юпитера. Остальные спутники планеты-гиганта имеют небольшие размеры и свои орбитальные параметры.

Исследования самой крупной планеты

С наступлением космической эры человечество стало уделять больше внимания изучению Юпитера. Впервые на свидание к газовому гиганту в 1073 году отправился «Пионер-10». Первый космический аппарат сделал первый снимки планеты с близкого расстояния, дополнив имеющиеся сведения о размерах планеты, ее массы и величины полярного сплющивания.

За «Пионером» к Юпитеру отправились два зонда «Вояджер-1» и «Вояджер-2», объектом изучения которых стали кольца и спутники гиганта, Большое Красное пятно и полярные сияния Юпитера.

В 1995 году к изучению пятой планеты Солнечной системы приступил космический зонд «Галилео». В 2000 году его сменила автоматическая межпланетная станция «Кассини», отправившая на спутник Ио зонд «Гюйгенс».

С 2016 года исследования Юпитера продолжены аппаратом «Юнона», который вместе с космическим телескопом «Хаббл» обеспечил научный мир исчерпывающей информацией о самом большом небесном теле нашей Солнечной системы. Особенно интересными стали данные о строении атмосферы планеты и сведения о процессах планетарного формирования.

comp-pro.ru

Самая большая планета в Солнечной системе

Самая большая планета в Солнечной системе — Юпитер 

 

 

Юпитер является самой крупной планетой в нашей Солнечной системе. Внутри Юпитера может поместиться 1000 планет, размером с Землю. Юпитер назван в честь царя римских богов и представляет собой гигантскую газовую планету, которая принципиально отличается от нашей планеты, на которой мы живем.

Эта гигантская газовая планета в основном состоит из водорода и гелия, то есть из основных элементов из которых состоит Солнце.

В атмосфере планеты постоянно дуют сильнейшие ветры —  штормы, самый большой из них Большое Красное Пятно. Большое Красное Пятно представляет собой непрерывный шторм примерно в 3,5 раза больше диаметра Земли и существует по крайне мере не менее 185 лет.  Юпитер имеет четыре кольца, которые состоят из мелких частиц пыли, которые вращаются вокруг планеты.

В отличие от Луны и Земли, Юпитер имеет 62 спутника, включая 4 спутника значительных по размеру.

Космический аппарат Juno, запущенный 5 августа 2011 года 5 июля 2016 вышел на 53 дневную орбиту, передал снимки Юпитера.  19 октября 2016 был запланирован переход на 14 дневную орбиту, однако ввиду сбоев реализовать это не удалось.

Основные характеристики Юпитера:

Параметры
 Показатели

Экваториальная Окружность

439,264 км

Экваториальный диаметр

142,984 км

Впервые открыт

7  или 8-ое столетие до н.э.

Количество известных спутников

67

Количество известных колец

4

Масса

1 898 130 000 000 000 000 млрд кг (то есть 31 783% от массы Земли)

Большие спутники

Ло, Европа, Ганимед и Каллисто

Расстояние от Солнца

778 340 821 км (5,20 а.е.)

Период обращения вокруг Солнца

4 332,82 земных дней (11,86 земных лет)

Полярный диаметр

133 709 км

Температура на поверхности

-108 ° C


История открытия Юпитера.

В современной астрономии принято считать, что Юпитер был открыт вавилонскими астрономами в между 7 и 8 веками для нашей эры.

В 1610 году Галилео Галилей открыл 4 спутника Юпитерв, которые являются крупнейшими — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Это было первым в истории доказательством того, что другие планеты, кроме Земли могут иметь спутники.

В 1660 — е годы, Джованни Кассини используя новый телескоп, обнаружил пятна и цветные полосы на Юпитере, он так же установил, что планета оказалась сплюснутой.

Большое Красное Пятно Юпитера, было открыто в 1664 Робертом Гуком и в 1665 году Кассини, хотя эти факты оспаривается.

Фармацевт Генрих Швабе сделал рисунок Большого Красного Пятна в 1831 году.

В 1892 году Э. Барнард открыл пятый спутник Юпитера

Спутники Юпитера.

 

 

 

 

На сегодняшний день известно о 67 спутниках Юпитера. Однако на практике их может быть на порядок больше, поскольку спутниками могут являться небольшие астероиды, которые Юпитер притянул к себе на орбиту силой притяжения. За счет их небольших размеров точное количество установить невозможно. Многие из открытых спутников Юпитера имеют не правильную форму со следами столкновения с другими небесными телами.

Самыми крупными спутниками Юпитера являются Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

Крупнейший из них – Ганимед. Этот спутник по своим размерам превосходит размеры планеты Меркурий. Диаметр Ганимеда составляет 5268 км.

Интересные данные о Юпитере.

  1.     Юпитер 4 объект на ночном небе по яркости после Солнца, Луны и Венеры. И входит в число 5 планет Солнечной системы, которые можно увидеть не вооруженным глазом.
  2.     Длина суток на Юпитере составляет 9 часов 55 минут. Благодаря такому стремительному вращению планета выглядит немного сплюснутой.
  3.     Юпитер имеет систему колец, которая состоит из пыли. Кольцевая система располагается в промежутке между 92000 км над облаками Юпитера и до более 225000 км от планеты. Кольца имеют толщину 2 000-12 500 км.
  4.     Магнитное поле Юпитера в 20000 раз сильнее магнитного поля Земли.
  5.     Юпитер единственная планета в Солнечной системе, которая имеет центр масс с Солнцем за пределами самого Солнца.
  6.     Облака Юпитера разделены на зоны и состоят из кристаллов аммиака, серы и смеси этих двух веществ.
  7.     На Юпитере отсутствуют времена года, поскольку ось наклонена всего на 3,13 градусов
  8.     Что бы Юпитеру стать звездой потребовалось бы еще 80 таких же масс и тогда в недрах планеты мог произойти ядерный синтез.
  9.     Юпитер отдает тепловой энергии больше, чем получает от Солнца.

Атмосфера Юпитера

 

 

 


Газовая планета устроена иначе чем Земля. У Юпитера нет четкого перехода между атмосферой и твердой поверхностью, поскольку ее как таковой нет вообще. Сама атмосфера из газа постепенно переходить в жидкость в зависимости от глубины и давления.Атмосфера Юпитера состоит из водорода (90%) и гелия (10%). Состав по составляющим элементам почти такой же, как и у Солнца.

Состав планеты Юпитер.

 

 

 


Внутри планеты, как считают многие астрономы, находится каменное ядро, по химическому спектру состоящее из большого количества элементов, а по размерам больше в 45 раз чем Земля. Температура ядра может составлять около 24 000 градусов Цельсия. Далее находится оболочка жидкого водорода, которая составляет основную массу планеты и третья область водород со следами гелия, которая на поверхности переходит в газообразную атмосферу планеты. Температура в облаках составляет около минус 145 градусов по Цельсию.

Средняя плотность Юпитера, 1,326 г / см 3

Юпитер сокращается в размере примерно на 2 см в год.

Большое Красное Пятно

 

 

 


Одной из самых известных особенностей Юпитера является Большое Красное Пятно.

На сегодняшний день считается, что это сильнейший атмосферный вихрь – шторм, который существует давно. В самом широком месте шторм по размеру больше диаметра Земли в 3,5 раза. Края этого вихря вращаются со скоростью 360 км/ час. Недавно появилась теория о том, что это пятно может быть следом от планеты – спутника – которая не смогла вырваться за пределы атмосферы.

Магнитосфера Юпитера

 

 

 


Магнитосфера заметна на расстоянии от 1000 000 до 3000000 километров от поверхности планеты и тянется на планетой в виде хвоста на расстоянии 1000000000 км. В этой области огромное количество заряженных частиц. Так уровень радиации в этой области превышает в 1000 раз смертельный порог для человека. Человек не сможет приблизиться к поверхности Юпитера даже в экранированном космическом аппарате.

total-rating.ru

Юпитер — Планеты

Юпитер
Орбитальные характеристики
Большая полуось
(радиус)
778,4 млн. км
5,2 а.е.
Эксцентриситет
(вытянутость)
0,048
Перигелий740,7 млн. км
4,95 а.е.
Афелий816,1 млн. км
5,5 а.е.
Орбитальный период4333,3 дня
11,86 лет
Средняя орбитальная
скорость
13,1 км/с
Наклон орбиты1,3°
Количество спутников63
Физические характеристики
Экваториальный
диаметр
142,9 тыс. км
(11,2 земных)
Полярный
диаметр
133,7 тыс. км
(10,5 земных)
Площадь поверхности61,4 млрд. км²
(120,5 земных)
Объём1,43×1015 км³
(1321 земных)
Масса1,9×1027 кг
(318 масс Земли)
Средняя плотность1,326 г/см³
Ускорение силы
тяжести
23,1 м/с²
(в 2,4 раза больше
земного)
Период обращения
вокруг своей оси
9 ч. 55 мин.
Наклон осевого
вращения
3,13°
Альбедо
(отражательная
способность)
0,52
Температура
видимых облаков
minсредн.max
110 К
(-165°С)
150 K
(-125°С)
н/д)
Состав верхних слоёв атмосферы
Водород (по объёму)~90%
Гелий (по объёму)~10%
Метан0,1%
Водяной пар0,1%
Аммиак0,02%
Этан0,0002%
Фосфин0,0001%
Сероводородменее 0,0001%

Юпи́тер — пятая по удалению от Солнца и первая по величине планета Солнечной системы. Планета известна с античных времён и названа в честь древнеримского бога Юпитера, аналога древнегреческого Зевса. Относится к типу газовых гигантов.

Физические характеристики

Параметры планеты

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. При наблюдении Юпитера в телескоп с 40-кратным увеличением, его угловые размеры соответствуют размерам Луны, наблюдаемой невооружённым глазом.

Масса Юпитера более чем в 2 раза превышает суммарную массу всех остальных планет, в 318 раз — массу Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Если бы Юпитер был примерно в 70 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 (т. е. 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.

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°С). Чёткой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана.

Под жидким водородом находится слой 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 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 ядра планеты — порядка 30 000°С, а давление — 30—100 млн. атмосфер.

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.

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 в ненатуральных цветах (фото Вояджера-1)

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

Юпитер обладает мощным магнитным полем; ось диполя наклонена к оси вращения на 10°. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э у южного. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля.

Схема магнитного поля Юпитера

Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, будучи хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля.

Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне тянется до расстояния в 50—100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Ускоренные в магнитосфере Юпитера электроны достигают Земли. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны.

Магнитосфера формируется преимущественно за счёт потоков заряженных частиц, которые выносятся магнитным полем планеты из плазменного тора вокруг орбиты Ио, спутника Юпитера. Источником частиц являются вулканы Ио. Магнитосфера формируется также за счёт частиц солнечного ветра.

Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека. Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955. Радиоизлучение носит синхротронный характер.

Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км.

Подобно полярным сияниям на Земле полярные сияния на Юпитере обусловлены стеканием заряженных частиц вдоль линий магнитного поля в атмосферу в районе северного и южного полюсов планеты. Однако магнитное поле Юпитера очень велико, поэтому выброшенное с вулканического спутника Ио ионизованное вещество, улавливаемое магнитным полем Юпитера, создаёт сияния в тысячу раз интенсивнее, чем полярные сияния на Земле.

Спутники и кольца

Крупные спутники Юпитера и их поверхности

По данным на декабрь 2005 года у Юпитера насчитывается 63 спутника, максимальное значение для Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты ещё в 1610 г. Галилео Галилеем. Наибольший интерес представляет Европа, обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Ио интересен наличием мощных действующих вулканов. Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно, и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Остальные спутники намного меньше, и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.

Затмение солнца спутником Ио на поверхности Юпитера

У Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения мимо Юпитера «Вояджера-1» в 1979. С Земли кольца могут быть замечены при наблюдении в инфракрасном диапазоне. По результатам исследований «Галилео» был сделан вывод, что источником пополнения колец являются небольшие спутники Юпитера.

Изучение Юпитера космическими аппаратами

Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА.

В 1973 и 1974 мимо Юпитера прошли «Пионер-10» и «Пионер-11» на расстоянии (от облаков) 132 тыс. км и 43 тыс. км соответственно. Аппараты передали несколько сот снимков (невысокого разрешения) планеты и галилеевых спутников, впервые измерили основные параметры магнитного поля и магнитосферы Юпитера.

В 1979 году около Юпитера пролетели «Вояджеры» (на расстоянии 207 тыс. км и 570 тыс. км). Впервые были получены снимки высокого разрешения планеты и её спутников (всего было передано около 33 тыс. фотографий), были обнаружены кольца Юпитера; аппараты также передали большое количество других ценных данных, включая сведения о химическом составе атмосферы, данные по магнитосфере и т.д.

В 1992 году мимо планеты прошёл «Улисс» на расстоянии 900 тыс. км. Аппарат провёл измерения магнитосферы Юпитера («Улисс» предназначен для изучения Солнца и не имеет фотокамер).

С 1995 года по 2003 год на орбите Юпитера находился «Галилео». С помощью этой миссии было получено множество новых данных. В частности, спускаемый аппарат впервые изучил атмосферу газовой планеты изнутри. Множество снимков с высоким разрешением и данные других измерений позволили подробно изучить динамику атмосферных процессов Юпитера, а также сделать новые открытия, касающиеся его спутников. Главная антенна «Галилео» не раскрылась, вследствие чего поток данных составил лишь 1% от потенциально возможного (тем не менее, все основные цели миссии были достигнуты).

В 2000 году мимо Юпитера пролетел «Кассини». Он сделал ряд фотографий планеты с рекордным (для масштабных снимков) разрешением и получил новые данные о плазменном торе Ио. По снимкам «Кассини» были составлены самые подробные на сегодняшний день цветные «карты» Юпитера, на которых размер самых мелких деталей составляет 120 км. Кроме того, был поставлен уникальный эксперимент по измерению магнитного поля планеты одновременно с двух точек («Кассини» и «Галилео»).

28 февраля 2007 года по пути к Плутону в окрестностях Юпитера совершил гравитационный манёвр аппарат «Новые горизонты». Проведена съёмка планеты и спутников (см. некоторые снимки), данные в объёме 33 гигабит переданы на Землю, получены новые сведения.

На 2010 год запланирован запуск аппарата «Юнона», который должен выйти на орбиту Юпитера и провести детальные исследования планеты.

В 2010-х годах планируется осуществление межпланетной миссии по изучению галилеевых спутников.

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.

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.

spacechasm.clan.su

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о