Можно заметить на северных и южных полюсах знакомые нам полярные сияния. Но на Юпитере их интенсивность намного выше, и они редко прекращаются. Это великолепное шоу формируется мощным излучением, магнитным полем и выбросами вулканов Ио.
Структура атмосферы Юпитера
Отмечают и удивительные погодные условия. Ветер ускоряется до 100 м/с и способен разогнаться на 620 км/ч. Всего за несколько часов может появиться масштабный шторм, охватывающий в диаметре тысячи км. Большое Красное пятно обнаружили еще в 1600-х гг., и оно продолжает функционировать, но сокращается.
Планета скрыта за облаками аммиака и гидросульфата аммония. Они занимают позицию в тропопаузе, а эти территории называются тропическими районами. Слой способен простираться на 50 км. Может быть и слой из водных облаков, на что намекают вспышки молний, которые по мощности в 1000 раз превосходят наши.
История изучения планеты Юпитер
Из-за своей масштабности планету можно было отыскать в небе без приборов, поэтому о существовании знали давно. Первые упоминания появились в Вавилоне в 7-8 веке до н.э. Птолемей во 2-м веке создал свою геоцентрическую модель, где вывел орбитальный период вокруг нас – 4332.38 дней. Этой моделью в 499 году воспользовался математик Ариабхата, и получил результат в 4332.2722 дней.
В 1610 году Галилео Галилей использовал свой инструмент и впервые сумел рассмотреть газового гиганта. Рядом с ним заметил 4 крупнейших спутника. Это был важный момент, так как свидетельствовал в пользу гелиоцентрической модели.
Галилео указывает на небо в Венеции
Новым телескопом в 1660-х гг. пользовался Кассини, который хотел изучить пятна и яркие полосы на планете. Он обнаружил, что перед нами приплюснутый сфероид. В 1690-м ему удалось определить период вращения и дифференциальное вращение атмосферы. Детали Большого Красного Пятна впервые изобразил Генрих Швабе в 1831 году.
В 1892 году за пятой луной наблюдал Э. Э. Бернард. Это была Альматея, которая стала последним спутником, открытым в визуальном обзоре. Полосы впитывания аммиака и метана изучил Руперт Вильдт в 1932 году, а в 1938-м отслеживал три длительные «белые овалы». Многие годы они оставались отдельными формированиями, но в 1998 году двое слились в единый объект, а в 2000-м поглотили третий.
Радиотелескопический обзор стартовал в 1950-х гг. Первые сигналы уловили в 1955-м году. Это были всплески радиоволн, соответствующих планетарному вращению, что позволило вычислить скорость.
ИК-снимок Юпитера аппаратом SOFIA
Позже исследователи сумели вывести три разновидности сигналов: декаметрические, дециметровые и тепловые излучения. Первые меняются вместе с вращением и основываются на контакте Ио с планетарным магнитным полем. Дециметровые появляются из торообразного экваториального пояса и создаются циклонными излучениями электронов. А вот последнее формируется атмосферным теплом.
Карта поверхности планеты Юпитер
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Читайте также:
Юпитер в два с половиной раза тяжелее общей массы планет Солнечной системы.
Экваториальный диаметр великана превышает поперечник Земли в 11 раз. В объеме пятой планеты легко могут поместиться 1300 планет, подобных нашей.
Сверхгигант имеет сплющенную с полюсов и выпирающую на экваторе форму из-за стремительной скорости кружения вокруг собственной оси.
Отсутствие тверди, впадин и горных массивов придает колоссу гладкую ровную поверхность.
Обладая наибольшей массой, Юпитер отличается и наибольшей проворностью: виток вокруг своей оси он совершает менее, чем за 10 часов.
Для полного оборота вокруг Солнца ему требуется 12 лет.
На супергиганте отсутствует смена времен года.
На Земле привыкли, что затененные места прохладнее, чем осиянные Солнцем. На Юпитере все наоборот: теневая поверхность нагрета гораздо сильнее, чем освещенные участки.
Получается, что исполинский планетоид выделяет энергии больше, чем поглощает тепла из солнечных лучей.
Состав
Составом своим газовый великан подобен Солнцу.
Ядро Юпитера размером сходно с ядром Земли, но легче в 10 раз. Центросфера тверда, раскалена до 20 000°С, окружена смесью легких газов — водорода и гелия.
Атмосфера обладает коричневато-оранжевым оттенком из-за соединений фосфора и серы, плотность выше земной в 18 раз. Тропосфера содержит гидросульфиты, аммиак, воду в замороженном состоянии. Здесь преобладают низкие температуры: минус 150° — минус 100°С. Стратосфера состоит из углеводородов. Над ней находится термосфера, раскаленная до 725°С.
Интересный факт про Юпитер. Относительно земных ценностей супергигант считается богатейшим астрономическим объектом: на планете идут алмазные дожди.
Исполинские молнии трансформируют газ (метан) в углерод. По мере приближения к поверхности соединение затвердевает и переходит в графит. Продолжая движение, графит становится алмазом. Достигнув ядра планеты, он плавится, создавая (гипотетически) безбрежное море жидкого углерода.
Гигантские полосы опоясывают экваториальную часть Пятой планеты, они наблюдаются с давних пор и различимы даже начинающему астроному. Нет единой гипотезы касательно их происхождения.
Живописный окрас планетоида обусловлен слоистостью газовых пластов, формирующих примечательные красные и белые полосы Пятой планеты. Красные слои (полосы) раскалены, белые (зоны) имеют низкую температуру.
Вихри и полярные сияния
Пятая планета – стихия ветров и бурь. Основные побуждающие силы ее – горячие потоки от ядра и энергия стремительного движения небесного тела вокруг своей оси.
Скорость ветров здесь переваливает за 600 км/ч.
На поверхности Юпитера можно разглядеть многочисленные пятна антициклонов и циклонов. Причина этих атмосферных аномалий не изучена.
На газовом гиганте высверкивают чудовищные молнии, тысячекратно превосходящие земных небесных гостий по протяженности и мощи.
Вблизи полюсов наблюдается яркое сияние. Явление носит постоянный характер, меняется только его интенсивность. Сформировано сияние из трех основных компонентов: центральный яркий пучок, горячие пятна и импульсные выбросы внутри основной зоны.
Полярные сияния Юпитера затмевают земные северные сполохи по интенсивности расцвечивания и обширности площади (больше поверхности Земли).
Гравитация
Сила гравитации превосходит земное притяжение в два с половиной раза. Если на гигантский планетоид поставить стокилограммовый объект, вес его увеличится до 250 килограммов.
Сила гравитации планеты меняет траектории комет, притягивает их к себе. Юпитер – интересный факт – является для планет Солнечной системы щитом, уберегая их от падения небесных частиц.
Существует гипотеза, что гравитационная сила сверхгиганта повлияла на формирование нашей планетарной системы.
У Юпитера, как и у Сатурна, имеются кольца. Наземное оборудование не позволяет их увидеть, заприметили их с помощью космического аппарата «Вояжер-I».
Формируются кольца из вселенской пыли, образующейся в результате сшибки спутников планеты с метеорами. У Пятой планеты их несколько: главное (основное) кольцо, Гало (из твердых темных частиц) и паутинное кольцо (прозрачное, состоит из мелких обломков спутников). Отличительной особенностью колец Юпитера является отсутствие в них льда.
Магнитное поле
Планета считается королевой магнитных полей Солнечной системы. Она окутана мантией из заряженных электрических частиц, раскинувшейся на 650 млн км. Магнитная сфера Пятой планеты примерно в 18 000 раз сильнее земной.
Уровень радиоактивного излучения вблизи великана тысячекратно превышает уровень, летальный для человека. Кучность бомбардировки радиоактивными частицами такова, что повреждает специально защищенные космические машины. Гипотетически этой мощности хватило бы, чтобы поглотить Солнце.
Планетный исполин производит шумы, напоминающие по звучанию человеческие голоса. Этот гомон называют электромагнитной речью. Подобные «голоса» уфологи часто принимают за аудиосигналы инопланетных культур.
Спутники
Газовый великан обладает четырьмя лунами и 67 мелкими спутниками. Его можно рассматривать как своеобразную «юпитероцентрическую» систему внутри гелиоцентрической.
Первые четыре юпитерианские луны – Ганимед, Европа, Ио и Каллисто – были открыты Галилео Галилеем в начале XVII века. Они определяются в виде затемненных точек на ярком теле Юпитера. Обнаружение спутников подтвердило догадку Коперника, что Земля не является центром Вселенной.
Каждая из лун крупнее земной Луны примерно в полтора раза. Самый внушительный размер у Ганимеда: диаметр его всего в три с половиной раза меньше нашей планеты. На поверхности Ио замечены 8 действующих вулканов; кроме Земли это единственный известный космический объект, имеющий горы и активные вулканы. На Европе под толщей многовекового льда найдена вода. Здесь, возможно, скрывается океан. Каллисто не обладает отражающей способностью и предположительно сформирована из непроницаемого камня.
Плотность спутников зависит от удаленности от Юпитера: чем ближе к нему, тем выше уплотненность.
Кроме постоянных лун у колосса есть и временные (кометы).
Большое Красное пятно
Феномен «Большого Красного пятна» открыт Джованни Доменико Кассини во второй половине XVII века.
Знаменитая яйцевидная отметина цвета ржавчины видна на всех фотографиях Пятой планеты. Это вихревой антициклон, бушующий три с половиной столетия. Скорость вращения в центре смерча составляет 400 – 500 км/ч. Движение его направлено против часовой стрелки.
Более века назад подпалина была размером с нашу планету, с тех пор она уменьшилась почти вдвое. Загадочное пятно беспрестанно изменяется: то увеличивается его площадь, и оно становится еще более ярким, то спадается и тускнеет.
Неизменным остается только его местоположение.
Фантастика
Состав атмосферы газового гиганта схож с атмосферой Земли в далеком прошлом. Во второй половине ХХ века муссировалась тема возможности жизни в верхних слоях атмосферы Юпитера, где присутствуют водяные пары, где температура и давление способствуют развитию водно-углеводородной жизнедеятельности. Но до сих пор гипотеза не подтверждена, скорее опровергнута новейшими исследованиями.
Австрийский физик Эдвин Солпитер и американский астрофизик Карл Саган обрисовали гипотетические формы жизни, приспособленные к особенностям Юпитера. Это крошечные очень бурно размножающиеся сникеры (подобие вирусов); гигантские (размером с земной город) флоатеры, подобные земной флоре; и хантеры – хищники, поедающие флоатеров. Это интересная информация, но она имеет характер литературного фантастического сочинения.
Есть гипотеза о обитаемости спутников Юпитера: на Европе есть вода, приливные волны дают тепло, возможно присутствие кислорода, хотя жизнь может вполне обходится и без О2. Наличие внеземной жизни, пусть даже и в примитивных формах не подтверждено, пока эта информация — удел для работы писателей-фантастов, не более.
Мощная, стремительная, исполненная величия мини-Вселенная. Готова ли Пятая планета открыть землянам свои тайны? Астрономам есть над чем работать, не нужно удалятся в глубины вселенной, наша Солнечная система имеет еще много загадок, в том числе и о Юпитере.
1. Юпитер — пятая планета от нашего Солнца и находится между Марсом и Сатурном. Если вы думаете, что Земля большая, то это просто ничто по сравнению с Юпитером, который является самой большой планетой нашей Солнечной системы. Если говорить об объеме, то в Юпитер поместятся 1300 таких планет, как Земля. Гравитация на этом «гиганте» в 2.5 раза больше, чем на Земле. Если бы кто-нибудь весом в 100 кг стоял на поверхности Юпитера, то там он весил бы 250 кг. Масса Юпитера в 317 раз больше массы Земли, а также в 2.5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых. 2. Юпитером звали верховного бога в римской мифологии. Юпитер был сыном Сатурна, а также братом Плутона и Нептуна. Верховный бог был женат на Юноне, однако он имел связи и с другими женщинами, от которых у него были дети. 4 самых больших спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, и Каллисто) названы в честь одних из любовников бога Юпитера.
Космический аппарат Кассини 3. Это были «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Галилео», «Улисс», «Кассини» и «Новые горизонты». Первым аппаратом, посетившим Юпитер, был «Пионер-10». Из наиболее поздних исследований следует выделить зонд «Юнона», запущенный в 2011 г., предполагается, что он долетит до Юпитера в 2016 г.
Юпитер — самый яркий объект около центра картинки 4. Когда смотришь на ночное небо, планета Юпитер — третий по яркости объект. Самыми яркими объектами нашей Солнечной системы являются Венера и Луна. Однако Юпитер светит даже ярче, чем самая яркая звезда на небосклоне — Сириус. В хороший бинокль или маленький телескоп можно увидеть белый диск Юпитера, а также его 4 ярких спутника. 5. У Юпитера самое сильное магнитное поле в нашей Солнечной системе. Оно в 14 раз больше, чем на Земле. Некоторые астрономы считают, что такое поле создается движением металлического водорода внутри планеты. Юпитер — сильный радиоисточник, что может сильно повредить любой космический аппарат, подлетевший слишком близко к «Гигантской планете». 6. Несмотря на свою массу, Юпитер является самой быстрой планетой Солнечной системы. Для полного вращения планете достаточно 10 часов. Однако для того, чтобы полностью облететь Солнце Юпитер затрачивает 12 лет. Быстрое вращение Юпитера происходит из-за магнитного поля, а также радиации вокруг планеты. 7. У Юпитера 4 кольца. Самое главное из них — оставленное после столкновения метеоритов с 4-мя спутниками (Фива, Метида, Адрастея и Альматея). В отличие от колец Сатурна, в кольцах Юпитера не найден лед. Недавно ученые открыли еще одно кольцо, расположенное ближе всего к планете. Его назвали Гало. 8. Бури на Юпитере и Земле чем-то похожи. На Юпитере бури обычно долго не длятся, примерно 3–4 дня. Однако есть и исключения — месяцы. Ураганы на Юпитере всегда сопровождаются молниями и гораздо сильнее, чем штормы на Земле. Сильные ураганы случаются каждые 15–17 лет, их скорость составляет 150 м/с.
Галилеевские спутники Юпитера 9. Юпитер имеет 63 спутника. 4 массивных спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), названых «галилеевыми» спутниками, были открыты в 1610 г. Галилео Галилеем. Ганимед является самым большим спутником, от края до края — 5262 км, что делает его больше, чем планета Меркурий. Этот ледяной спутник облетает вокруг Юпитера за 7 дней. Еще одним интересным спутником является Ио, на котором расположены свирепые вулканы, озера лавы и огромные кальдеры. Горы на Ио достигают 16 км. Этот спутник находится к Юпитеру ближе, чем Луна к нам. Интересный факт: большинство спутников Юпитера имеют в диаметре не больше 10 км. 10. В 1665 г. астроном Джованни Кассини первый обнаружил Большое красное пятно на Юпитере. Пятно выглядит как гигантский ураган-антициклон и столетие назад было длиной 40 000 км. Однако в настоящее время его размеры уменьшились наполовину. Большое Красное Пятно на планете Юпитер — это самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе. По его длине могли бы разместиться 3 планеты размером с Землю. Он вращается против часовой стрелки со скоростью около 435 км/ч.
Источинк: http://www.fact-planet.ru
Планета отличается своим магнитным полем, которое почти в 20000 раз превышает земное. В его ловушку попадают электрически заряженные частицы в интенсивном поясе электронов и прочие элементы. Они регулярно воздействуют на луны и кольца планеты. Причем уровень такого излучения превышает смертоносный луч для человека в 1000 раз. Из-за этого планета опасна даже для сильно экранированных космических кораблей, среди которых и зонд НАСА Галилео. Магнитосфера Юпитера раздувается в противоположную сторону от Солнца на 1-3 миллионов километров и становится зауженной в хвосте, который способен тянуться на 1 миллиард км позади планеты.
У него также самая большая скорость вращения. Один оборот вокруг оси – чуть больше 10 часов. Из-за этого планета сплющивается на полюсах и расширяется в экваторе на 7%.
На Земле можно уловить радиоволны Юпитера, отличающиеся большой мощностью. Они делятся на два вида: сильные всплески (когда Ио или другая большая луна проходят через некие области магнитного поля) и постоянное излучение от поверхности и частиц высоких энергий в радиационных поясах. Эти волны помогают ученым исследовать лунные океаны.
Больше всего внимания привлекает Большое Красное Пятно. Это масштабный шторм, не прекращающийся уже более трех веков. Дети удивятся, но оно по своему размаху превышает объем земного диаметра в три раза, а его край вращается вокруг центра против часовой стрелки (360 км/ч). Цвет бури изменяется от кирпично-красного до легкого коричневого. Так может происходить из-за наличия небольших серных и фосфорных скоплений в кристаллах аммиака в облаках планеты. Пятно растет и уменьшается, а иногда кажется, будто полностью исчезает.
Состав и структура Юпитера – объяснение для детей
Состав атмосферы (по объему): молекулярный водород (89.8%), гелий (10.2%), небольшое количество аммиака, этана, метана, дегидрида водорода, воды, аэрозолей гидросульфида аммония, ледяных аэрозолей аммиака, аэрозолей водяного льда.
Магнитное поле: почти в 20000 раз сильнее земного.
Химический состав: плотное ядро (состав не определен), окруженное богатым нам гелий шаром жидкого металлического водорода, который обернут в атмосферу из молекулярного водорода.
Внутренняя структура: ядро примерно в 10 больше земной массы, окруженное шаром металлического водорода в жидком состоянии (80-90% от диаметра планеты). Все это расположено в атмосфере, состоящей из газообразного и жидкого водорода.
Орбита и вращение Юпитера – объяснение для детей
Средняя удаленность от Солнца: 778 412 020 км (в 5,203 раза больше земной).
Перигелий (самая близкая дистанция к Солнцу): 740 742 600 км (в 5,036 раза больше земной).
Афелий (наибольшая отдаленность от Солнца): 816 081 400 км (в 5.366 раз больше земной).
Спутники Юпитера – объяснение для детей
Родители должны объяснить детям, что у Юпитера есть целых 67 спутников, названных в честь многих возлюбленных римских богов. Ранее упоминалось о самых главных – галилейских лунах (4 спутника Юпитера, найденные Галилео Галилеем).
Ганимед – самый большой спутник в Солнечной системе. Дети удивятся, но по своим размерам он даже обходит Меркурий и Плутон. Это также единственная луна (из известных), у которой есть свое магнитное поле. Между слоями льда скрывается как минимум один океан.
Юпитер и его вулканический спутник Ио
Ио – спутник с самыми активными вулканами. Из-за выбрасываемой серы, луна выглядит желто-оранжевой. Так как она вращается вокруг планеты, то гравитация Юпитера создает приливы на твердой поверхности, поднимая их на 100 метров. Этого тепла достаточно, чтобы задействовать вулканы.
Замороженная кора Европы представляет собою водяной лед и может скрывать жидкий океан. Причем, если это так, то воды там будет вдвое больше, чем на Земле. Такие же ледяные океаны могут прятаться под ледяными корками Каллисто и Ганимеда. Некоторые из них проявляются в виде новых пятен на южном полюсе. Потенциальная жизнь заставляет НАСА добиваться финансирования для новых миссий.
Каллисто (из четверки) меньше всех отображает свет. Поэтому кажется, что поверхность луны – бесцветная и черная каменная порода.
Верхний слой атмосферы Юпитера состоит из смеси газов водорода и гелия и имеет толщину 8 – 20 тыс. км. В следующем слое, толщина которого 50 – 60 тыс. км, из-за повышения давления газовая смесь переходит в жидкое состояние. В этом слое температура может достигать 20 000 С. Ещё ниже (на глубине 60 – 65 тыс. км.) водород переходит в металлическое состояние. Этот процесс сопровождается увеличением температуры до 200 000 С. При этом давление достигает фантастических величин в 5 000 000 атмосфер. Металлический водород – это гипотетическое вещество, характеризующееся наличием свободных электронов и проводящее электрический ток, как это свойственно металлам.
Спутники планеты Юпитер
У самой большой планеты в Солнечной системе есть 16 естественных спутников. Четыре из них, о которые говорил еще Галилей имеют свой уникальный мир. Один из них спутник Ио имеет удивительный пейзажи скалистых пород с настоящими вулканами на которых, изучавший спутники аппарат “Галилео” запечатлел извержение вулкана. Самый крупный в Солнечной системе спутник Ганимед, хоть и уступает в диаметре спутникам Сатурна Титану и Нептуна Тритону имеет ледяную кору, которая покрывает поверхность спутника толщиной 100 км. Есть предположение, что под толстым слоем льда находится вода. Также, о существовании подземного океана выдвигается гипотеза и на спутнике Европа, который тоже состоит из толстого слоя льда, на снимках отчетливо прослеживаются разломы, словно от айсбергов. А самый древний обитатель Солнечной системы может считаться по праву спутник Юпитера Калисто, на его поверхности кратеров больше, чем на любой другой поверхности других объектов Солнечной системы, да и поверхность не сильно претерпела изменений за последний миллиард лет.
Читайте также: Спутники Юпитера
Интересные факты о планете
Несмотря на колоссальные размеры Юпитера, сутки на планете длятся около 10 часов. Смены времён года там не существует, так как экватор находится в плоскости эклиптики, но ветры дуют параллельно экватору со скоростью до 500 км\час, образуя при этом Северный и Южный экваториальные пояса. Они хорошо заметны даже в любительские телескопы и представляют собой коричневатые полосы с турбулентными завихрениями. Интересной загадкой является Большое красное пятно. Учёные считают, что это огромный ураган, который вращается со скоростью более 300 км\час уже несколько столетий.
Ещё одна из загадок Юпитера в том, что он является источником рентгеновского излучения. Он пульсирует с периодом примерно в 40 минут. В атмосфере планеты постоянная и очень сильная электрическая активность. Молнии достигают величины свыше 1000 км.
Изучение планеты
Первое исследование Юпитера в 1610 году провёл Галилео Галилей помощью собственного телескопа. Он же открыл 4 самых крупных спутника планеты. В 1665 Кассини открывает Большое красное пятно и вычисляет длительность суток на планете. Визуальные исследования были затруднены из-за очень плотной атмосферы, и астрономы только открывали новые спутники.
С 1972 года началось планомерное исследование планеты космическими аппаратами серии «Пионер» и «Вояджер», которые передали на Землю огромное количество фотоснимков, данные о составе атмосферы и результаты исследования магнитного и радиационного поля Юпитера.
Запущенный в 1989 году межпланетный аппарат «Галилео» выпустил в атмосферу Юпитера зонд, который, спускаясь на парашюте, работал и передавал данные больше часа, пока высокое давление не разрушило аппарат.
Читайте также: Исследование Юпитера космическим аппаратом “Галилео”
Юпитер
Введение
Юпитер- вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы. Но если Венеру можно видеть только утром или вечером ,то Юпитер иногда сверкает всю ночь. Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса ; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.
Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой , у которой были открыты спутники . В 1610 г. Галилей , направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки , не видимые простым глазом . На следующий день они изменили своё положение и относительно Юпитера , и относительно друг друга. Наблюдая за этими звёздами Галилей заключил , что наблюдает спутники Юпитера , образовавшиеся вокруг него как центрального светила .Это была уменьшенная модель Солнечной системы . Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера –Ио , Европы, Ганимеда и Каллисто-делает их удобными “ небесными часами”, и моряки долгое время пользовались ими , чтобы определять положение корабля в открытом море .
В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется ли свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расчетов , датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил , что наблюдения и вычисления расходятся , если Юпитер и Земля находятся по разные стороны Солнца . В этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу , что 1000 с. – это как раз , которое нужно свету ,чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Поскольку диаметр земной орбиты составляет 300 млн. километров , скорость света оказывается близкой к 300000км./с.
Юпитер- это планета – гигант которая содержит в себе более 2/3 всей нашей планетной системы . Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше , чем у Земли . Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м^3, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше , чем плотность Земли . Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли . Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода , практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая:-140 С.
Юпитер быстро вращается ( период вращения 9 ч. 55 мин. 29 с.). Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась , и её полярный радиус стал на 4400 км меньше экваториального , равного 71400 км . Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного .
Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов : в 1973 г. – “Пионер-10” , в 1974 – “Пионер-11”. В марте и в июле1979 г. его посетили более крупные и “умные” аппараты – “Вояджер-1 и –2”.В декабре 1995 до него долетела межпланетная станция “Галилео”, которая стала первым искусственным спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.
Особенности Юпитера.
Из четырех гигантских планет лучше всего изучен Юпитер — самая большая планета этой группы и ближайшая из планет-гигантов к нам и Солнцу. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, поэтому сезонных изменений условия освещения на нем нет.
У всех планет-гигантов вращение вокруг оси довольно быстрое, а плотность мала. Вследствие этого они значительно сжаты.
Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными атмосферами, и мы видим лишь плавающие в них облака, вытянутые полосами, параллельными экватору, вследствие их быстрого вращения.
Полосы облаков видны на Юпитере даже в слабый, телескоп Юпитер вращается зонами—чем ближе к полюсам, тем медленнее. На экваторе период вращения 9 ч 50 мин, а на средних широтах на несколько минут больше. Аналогичным образом вращаются и другие планеты-гиганты.
Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере над их облаками) очень низка:
на Юпитере —145°С, на Сатурне —180°С, на Уране и Нептуне еще ниже.
Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекулярный водород, есть там метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в атмосфере Юпитера и Сатурна обнаружен еще и аммиак NНз. Отсутствие полос NH3 в спектрах более далеких планет объясняется тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак конденсируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.
Интенсивные движения, охватывающие облачный и соседние с ним слои атмосферы, имеют устойчивый характер. В частности, таким устойчивым атмосферным “вихрем” является знаменитое Красное пятно, наблюдаемое на Юпитере уже свыше 300 лет.
Изучение процессов, происходящих в атмосферах различных планет, помогает земной метеорологии и климатологии.
Теоретически построены модели массивных планет, состоящих из водорода и гелия. Расчеты модели внутреннего строения Юпитера показывают, что по мере приближения к центру водород должен последовательно проходить через газообразную, газо-жидкую и жидкую фазы. В центре планеты, где температура может достигать нескольких тысяч кельвин, находится жидкое ядро, состоящее из металлов, силикатов и водорода в металлической фазе, которая наступает при давлениях порядка 10″ Па. В 1975 г. металлическую фазу водорода удалось экспериментально получить на Земле, что подтверждает справедливость теоретических расчетов внутреннего строения планет-гигантов.
Благодаря наличию магнитного поля Юпитер имеет пояса радиации, подобные земным, но значительно превосходящие их. Его магнитосфера простирается на миллионы километров, охватывая четыре крупнейших спутника. Юпитер является источником радиоизлучения. Космические аппараты зарегистрировали на нем мощные вспышки молний.
Из остальных данных о планетах заслуживает упоминания особенность осевого вращения Урана, которое, как и у Венеры, происходит в направлении, противоположном направлению вращения всех остальных планет. Кроме того, он вращается как бы лежа на боку, поэтому в течение года происходит значительное изменение условий освещения поверхности планеты.
Атмосфера.
Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушующую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисовой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными движениями, которые более интенсивны на границах между гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпитера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.
Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут формироваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах “Пионер-10” и “Пионер-11”, показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.
Спектроскопическими наблюдениями было установлено присутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элементов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристаллов аммиака ниже, должны быть расположен облака из кристаллов льда и капелек воды.
Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 – 14 мк, равна в центре диска 128 – 130К. Если рассмотреть температурные разрезы по центральному меридиану и экватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая толщина t=1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в центре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением высоты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излучения в интервале 8 – 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная яркостная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показывает, что температура облаков значительно больше (160 – 170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; поэтому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при более низких температурах и в образовании облаков на Юпитере принимать участие не может.
Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измерение отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазоне 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное излучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энергии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).
Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км – около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что атмосфера Юпитера очень глубокая – 10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от протонов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см ?, и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов, образовавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных образований.
Кольцо Юпитера.
Юпитер преподносит много сюрпризов: он генерирует мощные полярные сияния, сильные радиошумы, возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури – потоки мелких твердых частиц, выброшенных в результате электромагнитных процессов в магнитосфере Юпитера. Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные и на электромагнитные поля.
Именно из таких мелких каменных частиц, в основном состоит кольцо Юпитера, открытое в марте 1979 года (косвенное обнаружение кольца в 1974 г. по данным “Пионера” осталось непризнанным). Его главная часть имеет радиус 123-129 тыс. км. Это плоское кольцо около 30км толщиной и очень разреженное – оно отражает лишь несколько тысячных долей процента падающего света. Более слабые пылевые структуры тянутся от главного кольца к поверхности Юпитера и образуют над кольцом толстое гало, простирающееся до ближайших спутников. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повернуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.
Внутренние и внешние спутники Юпитера.
У Юпитера обнаружено 16 лун. Две из них – Ио и Европа – размером с нашу Луну, а другие две – Ганимед и Каллисто – превзошли ее по диаметру примерно в полтора раза. Каллисто равна по размерам Меркурию, а Ганимед его обогнал. Правда, они находятся дальше от своей планеты, чем Луна от Земли. Только Ио видна в небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных размеров, Европа, Ганимед и Каллисто выглядят в несколько раз меньше Луны.
Владения Юпитера довольно обширны: восемь внешних спутников настолько удалены от него, что их нельзя было бы наблюдать с самой планеты невооруженным глазом. Происхождение спутников загадочно: половина из них движется вокруг Юпитера в обратную сторону (по сравнению с обращением других 12 спутников и направлением суточного вращения самой планеты). Самый внешний спутник Юпитера в 200 раз дальше от него, чем самый близкий. Например, если высадиться на один из ближайших спутников, то оранжевый диск планеты займет полнеба. А с орбиты самого дальнего спутника диск гиганта Юпитера будет выглядеть почти в два раза меньше лунного.
Спутники Юпитера – это интереснейшие миры, каждый со своим лицом и историей , которые открывались нам только в космическую эру.
Ио
Это самый близкий к Юпитеру галилеев спутник, он удален от центра планеты на 422 тыс. км, т. е. чуть дальше, чем Луна от Земли. Благодаря огромной массе Юпитера период обращения Ио гораздо короче лунного месяца и составляет всего 42,5 ч. Для наблюдателя в телескоп это самый непоседливый спутник: практически каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны Юпитера на другую.
По массе и радиусу (1815км) Ио похожа на Луну. Самая сенсационная особенность Ио заключается в том, что она вулканически активна! На ее желто-оранжевой поверхности “Вояджеры” обнаружили 12 действующих вулканов, извергающих султаны высотой до 300км. Основной выбрасываемый газ – диоксид серы, замерзающий потом на поверхности в виде твердого белого вещества. Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Вулканически активные области Ио нагреты до 300° С.
Постоянно над планетой поднимается фонтан газа высотой 300 км. Мощный подземный гул сотрясает почву , из жерла вулкана с огромной скоростью ( до 1 км/с)вылетают вместе с газом камни и после свободного безатмосферного падения с огромной высоты врезаются в поверхность во многих сотнях километров от вулкана. Из некоторых вулканических кальдер (так называются котлообразные впадины , образовавшиеся вследствие провала вершины вулкана ) выплёскивается расплавленная черная сера и растекается горячими реками . на фотографиях “Вояджеров” видны черные озёра и даже целые моря расплавленной серы .
Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 20 км в поперечнике . В центре его расположен потрескавшийся оранжевый остров из твёрдой серы . Черные моря Ио колышутся в оранжевых берегах , а в небе над ними нависает громада Юпитера…
Существование таких пейзажей вдохновило много художников.
Вулканическая активность Ио обусловлена гравитационным влиянием на нее других тел системы Юпитера. Прежде всего, сама гигантская планета своим мощным тяготением создала два приливных горба на поверхности спутника, которые затормозили вращение Ио, так что она всегда обращена к Юпитеру одной стороной – как Луна к Земле. Орбита Ио не является точным кругом, горбы слегка перемещаются по её поверхности ,что приводит к разогреванию внутренних слоев планеты. В еще большей степени этот эффект вызывается приливными воздействиями других массивных спутников Юпитера, в первую очередь ближайшей к Ио Европе. Постоянное разогревание недр привело к тому, что Ио является самым вулканически активным телом Солнечной системы.
В отличие от земных вулканов , у которых мощные извержения эпизодичны, вулканы на Ио работают практически не переставая , хотя активность их может меняться. вулканы и гейзеры выбрасывают часть вещества даже в космос. Поэтому вдоль орбиты Ио тянется плазменный шлейф из ионизированных атомов кислорода и серы и нейтральных облаков атомарных натрия и калия.
Ударные кратеры на Ио отсутствуют из-за интенсивной вулканической переработки поверхности. На ней есть каменные массивы высотой до 9 км. Плотность Ио довольно высока – 3000 кг/м^3. Под частично расплавленной оболочкой из силикатов в центре спутника расположено ядро с большим содержанием железа и его соединений.
Европа.
Европа имеет радиус чуть меньше, чем у Ио – 1569км. Из галилеевых спутников у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда. Существует предположение о том, что под ледяной коркой существует водный океан, а под ним твердое силикатное ядро. Плотность Европы очень высока – 3500кг/м3. Этот спутник удален от Юпитера на 671000 км.
Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних спутников. Европа одно из самых гладких тел в солнечной системе: на ней нет возвышенностей более ста метров высотой. Вся ледяная поверхность спутника покрыта сетью полос огромной протяженностью. Темные полосы длиной в тысячи километров – это следы глобальной системы трещин по всей Европе. Существование этих трещин объясняется тем, что ледяная поверхность достаточно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов.
Из-за того , что поверхность молодая ( всего 100млн. лет ) , на почти не заметно ударных метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд. лет назад. Учёные нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 10-30 км.
Ганимед.
Ганимед является крупнейшим спутником планет в Солнечной системе, его радиус равен 2631 км. Плотность мала, по сравнению с Ио и Европой, всего 1930кг/м3. Удаленность от Юпитера составляет 1,07 млн. км. Всю поверхность Ганимеда можно разделить на две группы: первая, занимающая 60% территории, представляет собой странные полосы льда, порожденные активными геологическими процессами 3,5 млрд. лет назад; вторая, занимающая остальные 40%, представляет собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными метеоритными кратерами, нужно также отметить, что эта кора было частична разломлена и обновлена теми же процессами, что и упомянутые выше.
С точки зрения космического геолога Ганимед- самое привлекательное тело среди спутников Юпитера. Он имеет смешанный силикатно- ледяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро . Его плотность 1930 кгм^3. В условиях низких температур и высоких внутренних давлений водяной лёд может существовать в нескольких модификациях с различными типами кристаллической решётки. Богатая геология Ганимеда во многом определяется сложными переходами между этими разновидностями льда. Поверхность спутника припорошена слоем рыхлой каменно-ледяной пыли толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров.
Каллисто.
Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его радиус 2400км. Среди галилеевых спутников Каллисто самый дальний: расстояние от Юпитера 1,88 млн. км, период вращения составляет 16,7 суток. Плотность силикатно-ледяной Каллисто мала – 1830кг/м3. Поверхность Каллисто до предела насыщена метеоритными кратерами. Темный цвет Каллисто – результат силикатных и других примесей. Каллисто – самое кратерированное тело Солнечной системы из всех известных. Огромной силы удар метеорита вызвал образование гигантской структуры, окружённой кольцевыми волнами , – Вальхаллы. В центре её находится кратер диаметром 350 км , а в радиусе 2000 км от него концентрическими кругами располагаются горные хребты.
У Юпитера внутри орбиты Ио открывается несколько маленьких спутников. Три из них – Метида, Адрастея и Теба- обнаружены с помощью межпланетных станций , и о них известно немного. Метида и Атрастея (их диаметры 40 и 20 км соответственно) движутся по краю главного кольца Юпитера ,по одной орбите радиусом 128000км. Эти самые быстрые спутники делают оборот вокруг гиганта Юпитера за 7 ч. со скоростью свыше 100000 км /ч.
Более удалённый спутник Теба расположен посередине между Ио и Юпитером- на расстоянии 222 тыс. км от планеты ; его диаметр около 100 км.
Наиболее крупный внутренний спутник Амальтерея имеет неправильную форму ( размеры 270*165*150 км) и покрыт кратерами ; он состоит из тугоплавких пород тёмно-красного цвета. Амальтелия обнаружена американским астрономом Эдуардом Бернардом в 1892 г. и стала пятым по счету открытым спутником Юпитера. Вращается она по орбите радиусом 181 тыс. км.
Внутренние спутники Юпитера и его четыре главные луны расположены вблизи плоскости экватора планеты на почти круговых орбитах. У орбит этих восьми спутников эксцентрисеты и наклонения настолько малы , что ни один из них не отклоняется от “идеальной” круговой траектории более чем на один градус . Такие спутники называются регулярными.
Остальные восемь спутников Юпитера относятся к нерегулярным и отличаются значительными эксцентрисетами и наклонениями орбит. В своём движении они могут они могут менять удаленность от планеты в 1,5-2 раза, отклоняясь при этом от её экваториальной плоскости на многие миллионы километров. Эти восемь внешних спутников Юпитера сгруппированы в две команды , котрые были названы по наиболее крупным телам : группа Гималии , куда также входят Леда, Лиситея и Элара ;и группа Пасифе с Ананке, Карме и Синопе. Эти спутники открывались с помощью наземных телескопов в течение 70 лет( 1904 –1974).Средние радиусы планет группы Гималии соответствуют 11,1-11,7 млн км . спутники группы Гималии совершают оборот вокруг Юпитера за 240-260 суток , а группы Пасифе -–за 630-760 суток , т.е. более чем за два года. Собственные радиусы спутников очень малы : в группе Гималии –от 8 км у Леды до 90 км у Гималии ; в группе Пасифе –от 15 до 35 км . они черны и неровны . Внешние спутники , входящие в группу Пасифе, вращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.
Учёные еще не пришли к единому мнению о происхождении нерегулярных спутников.( Считается , что регулярные внутренние спутники сформировались из околопланетного газопылевого диска в результате слипания многих мелких частиц .) Ясно только , что важную роль в формировании внешних спутников играл захват Юпитером астероидов. Компьютерные расчеты показывают, что, возможно, группа Пасифе возникла в результате систематического захвата планетой мелких частиц и астероидов на обратные орбиты во внешней области околоюпитерианского диска.
Список литературы
Жарков В.Н. “Внутреннее строение Земли и планет”, М.: Наука, 1974 год.
Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия /Глав. ред. М.Д. Аксенова – М.: Аванта+, 1997 год, 688с: ил.
Если вы посмотрите на северо-западную часть неба после захода Солнца (юго-западную в северном полушарии), то вы обнаружите одну яркую точку света, которая легко выделяется по отношению ко всему, что находится вокруг нее. Это и есть планета Юпитер, сияющая интенсивным и ровным светом.
Сегодня люди могут изучить этот газовый гигант как никогда. После путешествия длинной в пять лет и десятилетий проведенных в планировании, космический аппарат NASA под названием Juno наконец-то достиг орбиты Юпитера.
Таким образом, человечество становится свидетелем вступления в новый этап исследования самого большого из газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Но что мы знаем о Юпитере и с какой базой должны вступить в эту новую научную веху?
Размер имеет значение
Юпитер — это не только один из самых ярких объектов в ночном небе, но и самая большая планета в Солнечной системе. Именно благодаря размерам Юпитер и является столь ярким. Более того, масса газового гиганта превышает более чем в два раза массу всех других планет, лун, комет и астероидов в нашей системе вместе взятых.
Огромный размер Юпитера позволяет предположить, что он мог быть самой первой планетой, сформировавшейся на орбите Солнца. Считается, что планеты возникли из обломков, оставшихся после того, как межзвездное облако газа и пыли объединялось во время формирования Солнца. В начале своей жизни наша, тогда еще молодая звезда, породила ветер, который сдул большую часть оставшегося межзвездного облака, однако Юпитер был в состоянии частично удержать его. Смотрите видео: Юнона: пролетая мимо Юпитера
Более того, в Юпитере заключен рецепт того, из чего сделана сама Солнечная система — его компоненты соответствуют содержанию других планет и малых тел, а процессы, которые происходят на планете являются основополагающими примерами синтеза материалов для формирования столь удивительных и разнообразных миров, как планеты Солнечной системы.
Царь планет
Учитывая отличную видимость, Юпитер, наряду с Меркурием, Венерой, Марсом и Сатурном, люди наблюдали в ночном небе еще с древнейших времен. Независимо от культуры и вероисповедания, человечество считало эти объекты уникальными. Уже тогда наблюдатели отмечали, что они не остаются неподвижными в пределах узоров созвездий, подобно звездам, а движутся по определенным законам и правилам. Поэтому древнегреческие астрономы причисляли эти планеты к так называемым «блуждающим звездам», а позже от этого названия появился сам термин «планета».
Примечательно то, насколько точно древние цивилизации обозначили Юпитер. Не зная тогда еще, что он является самой крупной и самой массивной из планет, они назвали эту планету в честь римского царя богов, который также являлся богом неба. В древнегреческой мифологии аналогом Юпитера является Зевс — верховное божество Древней Греции.
Однако Юпитер — не самая яркая из планет, этот рекорд принадлежит Венере. Существуют сильные отличия в траекториях движения Юпитера и Венеры по небу и ученые уже объяснили чем это обусловлено. Оказывается, Венера, будучи внутренней планетой, расположена близко к Солнцу и появляется как вечерняя звезда после захода Солнца или утренняя звезда до восхода Солнца, тогда как Юпитер, являясь внешней планетой, способен странствовать по всему небосклону. Именно такое движение, наряду с высокой яркостью планеты, помогло древним астрономам отметить Юпитер как Царя планет.
Спутники Юпитера
В 1610 году, начиная с конца января и до начала марта, астроном Галилео Галилей наблюдал за Юпитером с помощью своего нового телескопа. Он легко идентифицировал и отследил первые три, а затем и четыре яркие точки света на его орбите. Они образовывали прямую линию по обе стороны от Юпитера, но их позиции постоянно и неуклонно менялись по отношению к планете.
В своем труде, который называется Sidereus Nuncius («Толкование Звезд», лат. 1610 г.) Галилей уверенно и совершенно правильно объяснил движение объектов, находящихся на орбите вокруг Юпитера. Позже именно его выводы стали доказательством того, что все объекты на небе вращаются не по орбите Земли, что и привело к конфликту астронома с католической церковью. Смотрите также: Hubble сфотографировал сразу три спутника Юпитера
Итак, Галилею удалось обнаружить четыре основных спутника Юпитера: Ио, Европу, Ганимеда и Каллисто, – спутники, которые сегодня ученые называют галилеевыми лунами Юпитера. Спустя десятилетия астрономы смогли выявить и остальные спутники, общее количество которых на данный момент составляет 67, что является самым большим количеством спутников на орбите планеты Солнечной системы.
Большое красное пятно
У Сатурна есть кольца, у Земли голубые океаны, а у Юпитера — поразительные яркие и закрученные в полосы облака, формирующиеся под влиянием очень быстрого вращения газового гиганта вокруг своей оси (каждые 10 часов). Наблюдаемые на его поверхности образования в виде пятен представляют собой формирования динамических погодных условий в облаках Юпитера.
Для ученых остается вопросом, насколько глубоко к поверхности планеты проходят эти облака. Считается, что так называемое Большое красное пятно — огромная буря на Юпитере, обнаруженная на его поверхности еще в 1664 году, постоянно сокращается и уменьшается в размерах. Но даже сейчас эта массивная штормовая система превосходит размеры Земли примерно в два раза.
Последние наблюдения космического телескопа «Хаббл» указывают на то, что начиная 1930-х, когда только началось последовательное наблюдение объекта, его размер мог уменьшиться вдвое. В настоящее время многие исследователи говорят о том, что уменьшение размеров Большого красного пятна происходит все более и более быстрыми темпами.
Радиационная опасность
Юпитер имеет самое сильное магнитное поле из всех планет. На полюсах Юпитера магнитное поле в 20 тысяч раз сильнее, чем на Земле, оно простирается на миллионы километров в космос, достигая при этом орбиты Сатурна.
Сердцем магнитного поля Юпитера считается слой жидкого водорода, скрытый глубоко внутри планеты. Водород находится под таким высоким давлением, что он переходит в жидкое состояние. Таким образом, учитывая, что электроны внутри атомов водорода способны передвигаться, он берет на себя характеристики металла и способен проводить электричество. Учитывая быстрое вращение Юпитера, такие процессы создают идеальную среду для создания мощного магнитного поля.
Магнитное поле Юпитера является самой настоящей ловушкой для заряженных частиц (электронов, протонов и ионов), некоторые из которых попадают в него из солнечных ветров, а другие от галилеевых спутников Юпитера, в частности, от вулканического Ио. Некоторые из подобных частиц движутся по направлению к полюсам Юпитера, создавая впечатляющие полярные сияния вокруг, которые в 100 раз ярче, чем сияния на Земле. Другая часть частиц, которая попадает в плен магнитного поля Юпитера, образует его радиационные пояса, превосходящие в разы любые версии поясов Ван Аллена на Земле. Магнитное поле Юпитера ускоряет эти частицы до такой степени, что они движутся в поясах почти со скоростью света, создавая самые опасные зоны радиационного излучения в Солнечной системе.
Погода на Юпитере
Погода на Юпитере, как и все остальное о планете очень величественна. Над поверхностью все время бушуют штормы, которые постоянно изменяют свою форму, разрастаются на тысячи километров буквально за несколько часов, а их ветры закручивают облака со скоростью 360 километров в час. Именно здесь присутствует так называемое Большое красное пятно, представляет собой бурю, которая длится уже несколько сотен земных лет.
Юпитер завернут в облака состоящие из кристаллов аммиака, их можно рассмотреть в виде полос желтых, коричневых и белых цветов. Облака, как правило, расположены на определенных широтах, также известных как тропические районы. Эти полосы образуются за счет подачи воздуха в различных направлениях на разных широтах. Более легкие оттенки областей, где поднимается атмосфера называются зонами. Темные регионы, где воздушные потоки опускаются — называются поясами.
GIF
Когда эти противоположные потоки взаимодействуют между собой, появляются штормы и турбулентность. Глубина облачного слоя составляет всего 50 километров. Он состоит из, по крайней мере, двух уровней облаков: нижнего, более плотного и верхнего, более тонкого. Некоторые ученые считают, что еще существует тонкий слой водяных облаков под слоем из аммиака. Молнии на Юпитере могут быть в тысячу раз мощнее, чем молнии на Земле, а хорошей погоды на планете практически не бывает.
Кольца Юпитера
Несмотря на то, что большинству из нас при упоминании колец вокруг планеты на ум приходит Сатурн с его ярко выраженными кольцами, у Юпитера они тоже есть. Кольца Юпитера в основном состоят из пыли, что делает их трудно различимыми. Формирование этих колец, как полагают, произошло за счет силы тяжести Юпитера, которая захватила материал, выброшенный из его спутников в результате их столкновений с астероидами и кометами.
• Первое зарегистрированное упоминание Юпитера было отображено у древних вавилонян в 7-м или 8-м веке до н.э. Юпитер назван так в честь царя римских богов и бога неба. Греческим эквивалентом является Зевс, — повелитель молний и грома. У жителей Месопотамии данное божество было известно как Мардук, — покровитель города Вавилона. Германские племена называли планету как Донар, который был также известен как Тор.
• Открытие Галилеем четырех спутников Юпитера в 1610 году было первым доказательством вращения небесных тел не только по орбите Земли. Данное открытие стало также дополнительным доказательством гелиоцентрической модели Солнечной системы Коперника.
• Из восьми планет Солнечной системы на Юпитере самый короткий день. Планета вращается с очень большой скоростью и делает оборот вокруг своей оси каждые 9 часов и 55 минут. Такое быстрое вращение вызывает эффект уплощения планеты и именно поэтому она иногда выглядит сплюснутой.
• Один оборот по орбите вокруг Солнца у Юпитера занимает 11,86 земных лет. Это означает, что если смотреть на планету с Земли, кажется что она перемещается в небе очень медленно. Юпитеру необходимы месяцы для того, чтобы перейти от одного созвездия к другому.
• Юпитер имеет небольшую систему колец вокруг. Его кольца в основном состоят из частиц пыли исходящих от некоторых из его спутников при ударах от комет и астероидов. Кольцевая система начинается на расстоянии около 92000 километров над облаками Юпитера и простирается на более чем 225000 километров от поверхности планеты. Общая толщина колец Юпитера состоит в диапазоне 2,000-12,500 километров.
• На данный момент известно 67 спутников Юпитера. В их число входит четыре больших спутника, которые также известны как галилеевы спутники, обнаруженные Галилео Галилеем в 1610 году.
• Самым большим спутником Юпитера является Ганимед, он же и самый большой спутник в Солнечной системе. Четыре самых крупных спутника Юпитера (Ганнимед, Каллисто, Ио и Европа) превосходят по своим размерам Меркурий, диаметр которого составляет около 5268 километров.
• Юпитер является четвертым по своей яркости объектом в нашей Солнечной системе. Он занимает свое почетное место после Солнца, Луны и Венеры. Кроме того, Юпитер является одним из самых ярких объектов, которые можно увидеть с Земли невооруженным глазом.
• Юпитер имеет уникальный облачный слой. Верхняя атмосфера планеты разделена на зоны и облачные пояса, которые состоят из кристаллов аммиака, серы и смеси этих двух соединений.
• На Юпитере существует Большое красное пятно — огромный шторм, который бушует уже более трехсот лет. Этот шторм настолько обширен, что может вместить в себя сразу три планеты размером с Землю.
• Если Юпитер был бы в 80 раз более массивным, внутри его ядра начался бы ядерный синтез, что превратило бы планету в звезду.
Фото Юпитера
Первые фотографии Юпитера, сделанные космическим аппаратом «Юнона», были опубликованы в августе 2016 г. Посмотрите на то, какая великолепная планета Юпитер, каким мы его не видели.
Реальное фото Юпитера, сделанное зондом «Юнона»
«Крупнейшая планета Солнечной системы на самом деле уникальна», — говорит Скотт Болтон, главный исследователь миссии «Юнона».
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Когда Юпитер и Земля находятся ближе всего друг к другу они разделены 628,74 млн. километрами космического пространства. В наиболее удаленной друг от друга точке их разделяет 928,08 млн. км. В астрономических единицах эти расстояния колеблются от 4,2 до 6,2 а.е.
Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, когда планета находится ближе к Солнцу, этот участок орбиты называется перигелий. Когда дальше — афелий. Разница между перигелием и афелием определяет насколько эксцентрична орбита. Юпитер и Земля имеют две наименее эксцентричные орбиты в нашей Солнечной системе.
Некоторые ученые считают, Юпитер своей гравитацией создает приливные эффекты, которые могут вызвать увеличение количества пятен на Солнце. Если бы Юпитер подошел к Земле на пару сотен миллионов километров, то Земле бы пришлось не сладко под действием мощной гравитации гиганта. Легко понять, как каким образом он может вызвать приливные эффекты, если учесть, что его масса в 318 раз больше чем у Земли. Благо Юпитер находится на почтительном расстоянии от нас, не причиняя неудобства и одновременно защищая нас от комет, притягивая их к себе.
Положение на небосклоне и наблюдение
Юпитер и спутники в небольшой телескоп
Фактически газовый гигант является третьим по яркости объектом на ночном небе после Луны и Венеры. Если вы хотите знать где находится планета Юпитер на небосклоне, то чаще всего ближе к зениту. Чтобы не перепутать его с Венерой, учтите, что она не отходит от Солнца дальше 48 градусов, поэтому не поднимается очень высоко.
Марс и Юпитер это тоже два достаточно ярких объекта, особенно в противостоянии, но Марс отдает красноватым оттенком, поэтому их трудно спутать. Они оба могут находиться в противостоянии (наиболее близкое расположение к Земле), так что либо ориентируйтесь на цвет, либо используйте бинокль. Сатурн, несмотря на сходство строения, довольно сильно отличается по яркости, из-за большого удаления, так что спутать их сложно. Имея в своем распоряжении небольшой телескоп, Юпитер предстанет вам во всей красе. При его наблюдении сразу бросаются в глаза 4 маленькие точки (Галилеевы спутники) которые окружают планету. Юпитер в телескоп выглядит как полосатый шарик, и даже в небольшой инструмент видна его овальная форма.
Нахождение на небе
Используя компьютер его найти совсем не сложно, для этих целей подойдет распространенная программа Stellarium. Если вы не знаете, что за объект вы наблюдаете, то зная стороны света, свое местоположение и время программа Stellarium вам даст ответ.
При его наблюдении мы имеем удивительную возможность увидеть такие необычные явления как прохождение теней спутников по диску планеты или затмение планетой спутника, в общем почаще смотрите в небо, там много всего интересного и удачного поиска Юпитера! Чтобы легче было ориентироваться в астрономических события используйте астро календарь.
Магнитное поле
1
Проект по окружающему миру ученика 4 класса Г школы 1449 Бунякова Максима
2
Введение Юпи?тер пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Он господствует среди планет, соперничая с Солнцем в своем красоте. Именно поэтому тысячи лет назад его назвали в честь царя римских богов Юпитера.
3
Газовый гигант Юпитер называют газовым гигантом, потому что он почти полностью состоит из газа. Он не имеет твердой поверхности. Под его атмосферой находится жидкий океан из водорода и воды
4
Масса Юпитера в Солнечной системе Масса Юпитера в 2,5 раза превышает общую массу всех остальных планет солнечной системы, в 318 раз больше массы Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца.
5
Форма Юпитера Юпитер вращается очень быстро. День на этой планете длится всего 10 часов. Из-за большой скорости вращения Юпитер имеет форму приплюснутого шара. У Юпитера есть кольца, как и у Сатурна. Их можно увидеть только на фоне Солнца.
6
Ось и спутники Юпитера Ось Юпитера направлена перпендикулярно орбите, поэтому на планете нет смены времен года. Юпитер имеет, 67 спутников. В ночное время, в бинокль можно увидеть четыре самых крупных Ио, Европа, Ганимед и Каллисто которые открыл Галилео Галилей в 1610 году.
Средняя общеобразовательная школа №28 РЕФЕРАТ
на тему:
ЮПИТЕР
Выполнила:
ученица 11 класса «А»
Гречихина К.Я
Проверил:
преподаватель физики и
астрономии
Лисова Л.В.
г. Наб. Челны
2003г. ЮПИТЕР, пятая по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы. Общие сведения. Ю. — самая крупная из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнца на ср. расстоянии 5,203 а. е. (778 млн. км.). Эксцентриситет орбиты 0,048, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный оборот вокруг Солнца Ю. совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью 13,06 км\сек. Ср. си-нодич. период обращения 399 сут. За 12 лет Ю. обходит всё небо вдоль эклиптики и в противостоянии виден как чуть желтоватая звезда —2,6 звёздной величины; уступает в блеске только Венере, и Марсу во время великого противостояния.
Видимый диск Юпитера имеет форму эллипса, оси которого в ср. противостоянии видны под углом 46,5» и 43,7». В соединении с Солнцем Юпитер имеет угловые размеры на 1/3 меньше, а блеск на 0,84 звёздной величины слабее, чем в противостояниях. Визуальное альбедо Юпитера равно 0,67. Экваториальный диаметр Юпитера равен 142 600 км, полярный — 134 140 км; сжатие Юпитера (1: 15,9) обусловлено быстрым его осевым вращением. Период вращения близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30 сек (РI), а на средних широтах — 9 ч 55 мин 40 сек (РII). Объём Юпитера превосходит объём Земли в 1315 раз, а масса — в 318 раз. Масса Юпитера составляет 1: 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г! см3) мало отличается от средней плотности Солнца. Ускорение силы притяжения на полюсе Юпитера равно 27,90 м/сек2, на экваторе — 25,90 м/сек2: центробежное ускорение на экваторе — 2,25 м/сек2. Параболическая скорость (скорость убегания) на поверхности Юпитера равна 61 км/сек. Все геометрические, механические и физические характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Юпитере и его спутниках были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическими межпланетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974).
Атмосфера Юпитера. Наблюдаемая поверхность Юпитера состоит из облаков и других атмосферных образований и пересечена многочисленными тёмными полосами (поясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными параллельно экватору, который наклонён всего лишь на 3°04′ к плоскости орбиты Юпитера. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную структуру, которая постоянно изменяется. Особенно изменчив вид Южной и Северной экваториальных полос, которые временами исчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет. Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно устойчивы.
Количество тепла, приходящего от Солнца на единицу площади Юпитера, составляет 51,0 вт/м2, т. е. в 27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Юпитер до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые измерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Юпитера и на более высокие значения — до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К была обнаружена в одном тёмном пятне (6*12 тыс. км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.
В облачной структуре Юпитера существуют более пли менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40 000 км и шириной около 13 000 км. Цвет его — красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения РI и РII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Юпитера. В действительности же систематически направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения.
Химический состав атмосферы Юпитера определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Юпитера были обнаружены метан СН4 и аммиак NН3. Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород Н2, затем пары воды Н2О, молекулы ацетилена С2Н2, этана С2Н6, фос-фина РН3 и, наконец, окиси углерода СО.
Тёмные полосы Юпитера имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2 — 0,3 мкм. Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 агпм (к нему относятся приведённые выше геом. размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже — ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня — взвешенные капли раствора аммиака в воде. Внутреннее строение Юпитера. Существуют несколько моделей строения Юпитера при разных предположениях о его химическом составе. Вследствие большой силы тяжести на Юпитере давление газов возрастает с глубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности становится настолько большим, что преобладающий газ (водород) изменяет своё состояние и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температуры по мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется (температура вблизи центра Юпитера приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн. агпм и плотности 20—30 г! см3). В некоторых моделях Юпитера предполагается существование слоя льда (Н2О) значительной толщины, но лишь вблизи поверхности, где температура невысока.
По-видимому, Юпитер имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жёстко вращающееся вместе с планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Юпитера. Магнитное поле Юпитера обнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интенсивному в дециметровом и декаметровом диапазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Юпитера в радиационные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне 7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от нескольких часов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхности Юпитера. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются с периодом РIII = 9 ч 55 мин 30 сек. С периодом РIII изменяется также дециметровое излучение. Именно этот период приписывают вращению твёрдого слоя, собственно образующего поверхность Юпитера. Природа твёрдого слоя Юпитера пока ещё неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлический водород переходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубине жидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной магнитного поля Юпитера. Напряжённость магнитного поля Юпитера 4 э. Направление магнитной оси Юпитера составляет угол около 10° с его осью вращения.
Магнитосфера Юпитера имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные пояса, в которых движутся захваченные полем электроны, обладающие энергией св. 6 Мэв. Их взаимодействие с полем порождает дециметровое синхротронное излучение. В более отдалённых областях ср. магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90—100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к Юпитеру его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник — Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплесков Юпитера. Спутники. Известны 13 спутников Юпитера. Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутника были открыты Г. Галилеем в 1610. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892, почти три столетия спустя,— самый близкий к планете: он удалён от планеты всего лишь на 2,54 экваториальных радиуса Юпитера. Все эти спутники движутся практически по круговым орбитам, плоскости которых совпадают с плоскостью экватора Юпитера. Их периоды обращения — от 12 ч у Юпитера V до 16,8 сут у Юпитера IV. Все остальные спутники Юпитера, открытые в 20 в., удалены от планеты на большие расстояния. В 1976 были заново утверждены названия спутников. Почти все они взяты из мифологии среди персонажей, так или иначе связанных с деятельностью Юпитера (первые 4 спутника были названы ещё Галилеем). Ниже приведены названия спутников; в скобках даны их радиусы в км и видимые звёздные величины в противостоянии (1976):
I — Ио (1820; 4,9); II — Европа (1530; 5,3); III — Ганимед (2610; 4,6); IV — Каллисто (2450; 5,6); V — Амальтея (120; 13); VI — Гамалия (80; 14,2); VII — Элара (50; 17); VIII — Пасифея (12; 18); IX — Синопа (10;
18.6); X — Лизифоя (8; 18,3); XI — Карма (-9; 18,6); XII — Ананке (8;
18.7); XIII — Леда (5; 20).
Четыре галилеевых спутника по размерам своим приближаются к планетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия). Периоды их осевого вращения и обращения вокруг Юпитера совпадают. Средние плотности больше, чем у Юпитера: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г! см3. Все они имеют низкую температуру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, но ниже, чем у Юпитера, что указывает скорее на особенности поверхности, чем на наличие мощной атмосферы. Действительно, радарные и инфракрасные наблюдения позволили установить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда и скал, т. к. отмечаются значит, неровности. «Пионер-10» и «Пионер-11» сфотографировали Ганимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены устойчивые тёмные и светло-зеленые образования. Ио имеет атмосферу и значит, ионосферу. По близкому совпадению плоскостей первых пяти спутников с плоскостью экватора Юпитера можно полагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой из одного сгустка первичного вещества. Что касается остальных спутников, то они скорее всего в прошлом являлись астероидами и были захвачены Юпитером.
Использованная литература: 1. Мороз В. И., Физика планет, М., 1967; 2. Физические характеристики планет-гигантов, А.-А., 1971; 3. Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973; 4. Долги нов Ш. Ш., Магнетизм планет, М., 1974; 5. Мартынов Д. Я., Планеты. Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970; 6. «3емля и Вселенная», ст. и заметки о Юпитере за годы 1974 — 77.
Можно заметить на северных и южных полюсах знакомые нам полярные сияния. Но на Юпитере их интенсивность намного выше, и они редко прекращаются. Это великолепное шоу формируется мощным излучением, магнитным полем и выбросами вулканов Ио.
Структура атмосферы Юпитера
Отмечают и удивительные погодные условия. Ветер ускоряется до 100 м/с и способен разогнаться на 620 км/ч. Всего за несколько часов может появиться масштабный шторм, охватывающий в диаметре тысячи км. Большое Красное пятно обнаружили еще в 1600-х гг., и оно продолжает функционировать, но сокращается.
Планета скрыта за облаками аммиака и гидросульфата аммония. Они занимают позицию в тропопаузе, а эти территории называются тропическими районами. Слой способен простираться на 50 км. Может быть и слой из водных облаков, на что намекают вспышки молний, которые по мощности в 1000 раз превосходят наши.
История изучения планеты Юпитер
Из-за своей масштабности планету можно было отыскать в небе без приборов, поэтому о существовании знали давно. Первые упоминания появились в Вавилоне в 7-8 веке до н.э. Птолемей во 2-м веке создал свою геоцентрическую модель, где вывел орбитальный период вокруг нас – 4332.38 дней. Этой моделью в 499 году воспользовался математик Ариабхата, и получил результат в 4332.2722 дней.
В 1610 году Галилео Галилей использовал свой инструмент и впервые сумел рассмотреть газового гиганта. Рядом с ним заметил 4 крупнейших спутника. Это был важный момент, так как свидетельствовал в пользу гелиоцентрической модели.
Галилео указывает на небо в Венеции
Новым телескопом в 1660-х гг. пользовался Кассини, который хотел изучить пятна и яркие полосы на планете. Он обнаружил, что перед нами приплюснутый сфероид. В 1690-м ему удалось определить период вращения и дифференциальное вращение атмосферы. Детали Большого Красного Пятна впервые изобразил Генрих Швабе в 1831 году.
В 1892 году за пятой луной наблюдал Э. Э. Бернард. Это была Альматея, которая стала последним спутником, открытым в визуальном обзоре. Полосы впитывания аммиака и метана изучил Руперт Вильдт в 1932 году, а в 1938-м отслеживал три длительные «белые овалы». Многие годы они оставались отдельными формированиями, но в 1998 году двое слились в единый объект, а в 2000-м поглотили третий.
Радиотелескопический обзор стартовал в 1950-х гг. Первые сигналы уловили в 1955-м году. Это были всплески радиоволн, соответствующих планетарному вращению, что позволило вычислить скорость.
ИК-снимок Юпитера аппаратом SOFIA
Позже исследователи сумели вывести три разновидности сигналов: декаметрические, дециметровые и тепловые излучения. Первые меняются вместе с вращением и основываются на контакте Ио с планетарным магнитным полем. Дециметровые появляются из торообразного экваториального пояса и создаются циклонными излучениями электронов. А вот последнее формируется атмосферным теплом.
Карта поверхности планеты Юпитер
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Читайте также:
Юпитер в два с половиной раза тяжелее общей массы планет Солнечной системы.
Экваториальный диаметр великана превышает поперечник Земли в 11 раз. В объеме пятой планеты легко могут поместиться 1300 планет, подобных нашей.
Сверхгигант имеет сплющенную с полюсов и выпирающую на экваторе форму из-за стремительной скорости кружения вокруг собственной оси.
Отсутствие тверди, впадин и горных массивов придает колоссу гладкую ровную поверхность.
Обладая наибольшей массой, Юпитер отличается и наибольшей проворностью: виток вокруг своей оси он совершает менее, чем за 10 часов.
Для полного оборота вокруг Солнца ему требуется 12 лет.
На супергиганте отсутствует смена времен года.
На Земле привыкли, что затененные места прохладнее, чем осиянные Солнцем. На Юпитере все наоборот: теневая поверхность нагрета гораздо сильнее, чем освещенные участки.
Получается, что исполинский планетоид выделяет энергии больше, чем поглощает тепла из солнечных лучей.
Состав
Составом своим газовый великан подобен Солнцу.
Ядро Юпитера размером сходно с ядром Земли, но легче в 10 раз. Центросфера тверда, раскалена до 20 000°С, окружена смесью легких газов — водорода и гелия.
Атмосфера обладает коричневато-оранжевым оттенком из-за соединений фосфора и серы, плотность выше земной в 18 раз. Тропосфера содержит гидросульфиты, аммиак, воду в замороженном состоянии. Здесь преобладают низкие температуры: минус 150° — минус 100°С. Стратосфера состоит из углеводородов. Над ней находится термосфера, раскаленная до 725°С.
Интересный факт про Юпитер. Относительно земных ценностей супергигант считается богатейшим астрономическим объектом: на планете идут алмазные дожди.
Исполинские молнии трансформируют газ (метан) в углерод. По мере приближения к поверхности соединение затвердевает и переходит в графит. Продолжая движение, графит становится алмазом. Достигнув ядра планеты, он плавится, создавая (гипотетически) безбрежное море жидкого углерода.
Гигантские полосы опоясывают экваториальную часть Пятой планеты, они наблюдаются с давних пор и различимы даже начинающему астроному. Нет единой гипотезы касательно их происхождения.
Живописный окрас планетоида обусловлен слоистостью газовых пластов, формирующих примечательные красные и белые полосы Пятой планеты. Красные слои (полосы) раскалены, белые (зоны) имеют низкую температуру.
Вихри и полярные сияния
Пятая планета – стихия ветров и бурь. Основные побуждающие силы ее – горячие потоки от ядра и энергия стремительного движения небесного тела вокруг своей оси.
Скорость ветров здесь переваливает за 600 км/ч.
На поверхности Юпитера можно разглядеть многочисленные пятна антициклонов и циклонов. Причина этих атмосферных аномалий не изучена.
На газовом гиганте высверкивают чудовищные молнии, тысячекратно превосходящие земных небесных гостий по протяженности и мощи.
Вблизи полюсов наблюдается яркое сияние. Явление носит постоянный характер, меняется только его интенсивность. Сформировано сияние из трех основных компонентов: центральный яркий пучок, горячие пятна и импульсные выбросы внутри основной зоны.
Полярные сияния Юпитера затмевают земные северные сполохи по интенсивности расцвечивания и обширности площади (больше поверхности Земли).
Гравитация
Сила гравитации превосходит земное притяжение в два с половиной раза. Если на гигантский планетоид поставить стокилограммовый объект, вес его увеличится до 250 килограммов.
Сила гравитации планеты меняет траектории комет, притягивает их к себе. Юпитер – интересный факт – является для планет Солнечной системы щитом, уберегая их от падения небесных частиц.
Существует гипотеза, что гравитационная сила сверхгиганта повлияла на формирование нашей планетарной системы.
У Юпитера, как и у Сатурна, имеются кольца. Наземное оборудование не позволяет их увидеть, заприметили их с помощью космического аппарата «Вояжер-I».
Формируются кольца из вселенской пыли, образующейся в результате сшибки спутников планеты с метеорами. У Пятой планеты их несколько: главное (основное) кольцо, Гало (из твердых темных частиц) и паутинное кольцо (прозрачное, состоит из мелких обломков спутников). Отличительной особенностью колец Юпитера является отсутствие в них льда.
Магнитное поле
Планета считается королевой магнитных полей Солнечной системы. Она окутана мантией из заряженных электрических частиц, раскинувшейся на 650 млн км. Магнитная сфера Пятой планеты примерно в 18 000 раз сильнее земной.
Уровень радиоактивного излучения вблизи великана тысячекратно превышает уровень, летальный для человека. Кучность бомбардировки радиоактивными частицами такова, что повреждает специально защищенные космические машины. Гипотетически этой мощности хватило бы, чтобы поглотить Солнце.
Планетный исполин производит шумы, напоминающие по звучанию человеческие голоса. Этот гомон называют электромагнитной речью. Подобные «голоса» уфологи часто принимают за аудиосигналы инопланетных культур.
Спутники
Газовый великан обладает четырьмя лунами и 67 мелкими спутниками. Его можно рассматривать как своеобразную «юпитероцентрическую» систему внутри гелиоцентрической.
Первые четыре юпитерианские луны – Ганимед, Европа, Ио и Каллисто – были открыты Галилео Галилеем в начале XVII века. Они определяются в виде затемненных точек на ярком теле Юпитера. Обнаружение спутников подтвердило догадку Коперника, что Земля не является центром Вселенной.
Каждая из лун крупнее земной Луны примерно в полтора раза. Самый внушительный размер у Ганимеда: диаметр его всего в три с половиной раза меньше нашей планеты. На поверхности Ио замечены 8 действующих вулканов; кроме Земли это единственный известный космический объект, имеющий горы и активные вулканы. На Европе под толщей многовекового льда найдена вода. Здесь, возможно, скрывается океан. Каллисто не обладает отражающей способностью и предположительно сформирована из непроницаемого камня.
Плотность спутников зависит от удаленности от Юпитера: чем ближе к нему, тем выше уплотненность.
Кроме постоянных лун у колосса есть и временные (кометы).
Большое Красное пятно
Феномен «Большого Красного пятна» открыт Джованни Доменико Кассини во второй половине XVII века.
Знаменитая яйцевидная отметина цвета ржавчины видна на всех фотографиях Пятой планеты. Это вихревой антициклон, бушующий три с половиной столетия. Скорость вращения в центре смерча составляет 400 – 500 км/ч. Движение его направлено против часовой стрелки.
Более века назад подпалина была размером с нашу планету, с тех пор она уменьшилась почти вдвое. Загадочное пятно беспрестанно изменяется: то увеличивается его площадь, и оно становится еще более ярким, то спадается и тускнеет.
Неизменным остается только его местоположение.
Фантастика
Состав атмосферы газового гиганта схож с атмосферой Земли в далеком прошлом. Во второй половине ХХ века муссировалась тема возможности жизни в верхних слоях атмосферы Юпитера, где присутствуют водяные пары, где температура и давление способствуют развитию водно-углеводородной жизнедеятельности. Но до сих пор гипотеза не подтверждена, скорее опровергнута новейшими исследованиями.
Австрийский физик Эдвин Солпитер и американский астрофизик Карл Саган обрисовали гипотетические формы жизни, приспособленные к особенностям Юпитера. Это крошечные очень бурно размножающиеся сникеры (подобие вирусов); гигантские (размером с земной город) флоатеры, подобные земной флоре; и хантеры – хищники, поедающие флоатеров. Это интересная информация, но она имеет характер литературного фантастического сочинения.
Есть гипотеза о обитаемости спутников Юпитера: на Европе есть вода, приливные волны дают тепло, возможно присутствие кислорода, хотя жизнь может вполне обходится и без О2. Наличие внеземной жизни, пусть даже и в примитивных формах не подтверждено, пока эта информация — удел для работы писателей-фантастов, не более.
Мощная, стремительная, исполненная величия мини-Вселенная. Готова ли Пятая планета открыть землянам свои тайны? Астрономам есть над чем работать, не нужно удалятся в глубины вселенной, наша Солнечная система имеет еще много загадок, в том числе и о Юпитере.
1. Юпитер — пятая планета от нашего Солнца и находится между Марсом и Сатурном. Если вы думаете, что Земля большая, то это просто ничто по сравнению с Юпитером, который является самой большой планетой нашей Солнечной системы. Если говорить об объеме, то в Юпитер поместятся 1300 таких планет, как Земля. Гравитация на этом «гиганте» в 2.5 раза больше, чем на Земле. Если бы кто-нибудь весом в 100 кг стоял на поверхности Юпитера, то там он весил бы 250 кг. Масса Юпитера в 317 раз больше массы Земли, а также в 2.5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.
2. Юпитером звали верховного бога в римской мифологии. Юпитер был сыном Сатурна, а также братом Плутона и Нептуна. Верховный бог был женат на Юноне, однако он имел связи и с другими женщинами, от которых у него были дети. 4 самых больших спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, и Каллисто) названы в честь одних из любовников бога Юпитера.
Космический аппарат Кассини
3. Это были «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Галилео», «Улисс», «Кассини» и «Новые горизонты». Первым аппаратом, посетившим Юпитер, был «Пионер-10». Из наиболее поздних исследований следует выделить зонд «Юнона», запущенный в 2011 г., предполагается, что он долетит до Юпитера в 2016 г.
Юпитер — самый яркий объект около центра картинки
4. Когда смотришь на ночное небо, планета Юпитер — третий по яркости объект. Самыми яркими объектами нашей Солнечной системы являются Венера и Луна. Однако Юпитер светит даже ярче, чем самая яркая звезда на небосклоне — Сириус. В хороший бинокль или маленький телескоп можно увидеть белый диск Юпитера, а также его 4 ярких спутника.
5. У Юпитера самое сильное магнитное поле в нашей Солнечной системе. Оно в 14 раз больше, чем на Земле. Некоторые астрономы считают, что такое поле создается движением металлического водорода внутри планеты. Юпитер — сильный радиоисточник, что может сильно повредить любой космический аппарат, подлетевший слишком близко к «Гигантской планете».
6. Несмотря на свою массу, Юпитер является самой быстрой планетой Солнечной системы. Для полного вращения планете достаточно 10 часов. Однако для того, чтобы полностью облететь Солнце Юпитер затрачивает 12 лет. Быстрое вращение Юпитера происходит из-за магнитного поля, а также радиации вокруг планеты.
7. У Юпитера 4 кольца. Самое главное из них — оставленное после столкновения метеоритов с 4-мя спутниками (Фива, Метида, Адрастея и Альматея). В отличие от колец Сатурна, в кольцах Юпитера не найден лед. Недавно ученые открыли еще одно кольцо, расположенное ближе всего к планете. Его назвали Гало.
8. Бури на Юпитере и Земле чем-то похожи. На Юпитере бури обычно долго не длятся, примерно 3–4 дня. Однако есть и исключения — месяцы. Ураганы на Юпитере всегда сопровождаются молниями и гораздо сильнее, чем штормы на Земле. Сильные ураганы случаются каждые 15–17 лет, их скорость составляет 150 м/с.
Галилеевские спутники Юпитера
9. Юпитер имеет 63 спутника. 4 массивных спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), названых «галилеевыми» спутниками, были открыты в 1610 г. Галилео Галилеем. Ганимед является самым большим спутником, от края до края — 5262 км, что делает его больше, чем планета Меркурий. Этот ледяной спутник облетает вокруг Юпитера за 7 дней. Еще одним интересным спутником является Ио, на котором расположены свирепые вулканы, озера лавы и огромные кальдеры. Горы на Ио достигают 16 км. Этот спутник находится к Юпитеру ближе, чем Луна к нам. Интересный факт: большинство спутников Юпитера имеют в диаметре не больше 10 км.
10. В 1665 г. астроном Джованни Кассини первый обнаружил Большое красное пятно на Юпитере. Пятно выглядит как гигантский ураган-антициклон и столетие назад было длиной 40 000 км. Однако в настоящее время его размеры уменьшились наполовину. Большое Красное Пятно на планете Юпитер — это самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе. По его длине могли бы разместиться 3 планеты размером с Землю. Он вращается против часовой стрелки со скоростью около 435 км/ч.
Источинк: http://www.fact-planet.ru
Планета отличается своим магнитным полем, которое почти в 20000 раз превышает земное. В его ловушку попадают электрически заряженные частицы в интенсивном поясе электронов и прочие элементы. Они регулярно воздействуют на луны и кольца планеты. Причем уровень такого излучения превышает смертоносный луч для человека в 1000 раз. Из-за этого планета опасна даже для сильно экранированных космических кораблей, среди которых и зонд НАСА Галилео. Магнитосфера Юпитера раздувается в противоположную сторону от Солнца на 1-3 миллионов километров и становится зауженной в хвосте, который способен тянуться на 1 миллиард км позади планеты.
У него также самая большая скорость вращения. Один оборот вокруг оси – чуть больше 10 часов. Из-за этого планета сплющивается на полюсах и расширяется в экваторе на 7%.
На Земле можно уловить радиоволны Юпитера, отличающиеся большой мощностью. Они делятся на два вида: сильные всплески (когда Ио или другая большая луна проходят через некие области магнитного поля) и постоянное излучение от поверхности и частиц высоких энергий в радиационных поясах. Эти волны помогают ученым исследовать лунные океаны.
Больше всего внимания привлекает Большое Красное Пятно. Это масштабный шторм, не прекращающийся уже более трех веков. Дети удивятся, но оно по своему размаху превышает объем земного диаметра в три раза, а его край вращается вокруг центра против часовой стрелки (360 км/ч). Цвет бури изменяется от кирпично-красного до легкого коричневого. Так может происходить из-за наличия небольших серных и фосфорных скоплений в кристаллах аммиака в облаках планеты. Пятно растет и уменьшается, а иногда кажется, будто полностью исчезает.
Состав и структура Юпитера – объяснение для детей
Состав атмосферы (по объему): молекулярный водород (89.8%), гелий (10.2%), небольшое количество аммиака, этана, метана, дегидрида водорода, воды, аэрозолей гидросульфида аммония, ледяных аэрозолей аммиака, аэрозолей водяного льда.
Магнитное поле: почти в 20000 раз сильнее земного.
Химический состав: плотное ядро (состав не определен), окруженное богатым нам гелий шаром жидкого металлического водорода, который обернут в атмосферу из молекулярного водорода.
Внутренняя структура: ядро примерно в 10 больше земной массы, окруженное шаром металлического водорода в жидком состоянии (80-90% от диаметра планеты). Все это расположено в атмосфере, состоящей из газообразного и жидкого водорода.
Орбита и вращение Юпитера – объяснение для детей
Средняя удаленность от Солнца: 778 412 020 км (в 5,203 раза больше земной).
Перигелий (самая близкая дистанция к Солнцу): 740 742 600 км (в 5,036 раза больше земной).
Афелий (наибольшая отдаленность от Солнца): 816 081 400 км (в 5.366 раз больше земной).
Спутники Юпитера – объяснение для детей
Родители должны объяснить детям, что у Юпитера есть целых 67 спутников, названных в честь многих возлюбленных римских богов. Ранее упоминалось о самых главных – галилейских лунах (4 спутника Юпитера, найденные Галилео Галилеем).
Ганимед – самый большой спутник в Солнечной системе. Дети удивятся, но по своим размерам он даже обходит Меркурий и Плутон. Это также единственная луна (из известных), у которой есть свое магнитное поле. Между слоями льда скрывается как минимум один океан.
Юпитер и его вулканический спутник Ио
Ио – спутник с самыми активными вулканами. Из-за выбрасываемой серы, луна выглядит желто-оранжевой. Так как она вращается вокруг планеты, то гравитация Юпитера создает приливы на твердой поверхности, поднимая их на 100 метров. Этого тепла достаточно, чтобы задействовать вулканы.
Замороженная кора Европы представляет собою водяной лед и может скрывать жидкий океан. Причем, если это так, то воды там будет вдвое больше, чем на Земле. Такие же ледяные океаны могут прятаться под ледяными корками Каллисто и Ганимеда. Некоторые из них проявляются в виде новых пятен на южном полюсе. Потенциальная жизнь заставляет НАСА добиваться финансирования для новых миссий.
Каллисто (из четверки) меньше всех отображает свет. Поэтому кажется, что поверхность луны – бесцветная и черная каменная порода.
Верхний слой атмосферы Юпитера состоит из смеси газов водорода и гелия и имеет толщину 8 – 20 тыс. км. В следующем слое, толщина которого 50 – 60 тыс. км, из-за повышения давления газовая смесь переходит в жидкое состояние. В этом слое температура может достигать 20 000 С. Ещё ниже (на глубине 60 – 65 тыс. км.) водород переходит в металлическое состояние. Этот процесс сопровождается увеличением температуры до 200 000 С. При этом давление достигает фантастических величин в 5 000 000 атмосфер. Металлический водород – это гипотетическое вещество, характеризующееся наличием свободных электронов и проводящее электрический ток, как это свойственно металлам.
Спутники планеты Юпитер
У самой большой планеты в Солнечной системе есть 16 естественных спутников. Четыре из них, о которые говорил еще Галилей имеют свой уникальный мир. Один из них спутник Ио имеет удивительный пейзажи скалистых пород с настоящими вулканами на которых, изучавший спутники аппарат “Галилео” запечатлел извержение вулкана. Самый крупный в Солнечной системе спутник Ганимед, хоть и уступает в диаметре спутникам Сатурна Титану и Нептуна Тритону имеет ледяную кору, которая покрывает поверхность спутника толщиной 100 км. Есть предположение, что под толстым слоем льда находится вода. Также, о существовании подземного океана выдвигается гипотеза и на спутнике Европа, который тоже состоит из толстого слоя льда, на снимках отчетливо прослеживаются разломы, словно от айсбергов. А самый древний обитатель Солнечной системы может считаться по праву спутник Юпитера Калисто, на его поверхности кратеров больше, чем на любой другой поверхности других объектов Солнечной системы, да и поверхность не сильно претерпела изменений за последний миллиард лет.
Читайте также: Спутники Юпитера
Интересные факты о планете
Несмотря на колоссальные размеры Юпитера, сутки на планете длятся около 10 часов. Смены времён года там не существует, так как экватор находится в плоскости эклиптики, но ветры дуют параллельно экватору со скоростью до 500 км\час, образуя при этом Северный и Южный экваториальные пояса. Они хорошо заметны даже в любительские телескопы и представляют собой коричневатые полосы с турбулентными завихрениями. Интересной загадкой является Большое красное пятно. Учёные считают, что это огромный ураган, который вращается со скоростью более 300 км\час уже несколько столетий.
Ещё одна из загадок Юпитера в том, что он является источником рентгеновского излучения. Он пульсирует с периодом примерно в 40 минут. В атмосфере планеты постоянная и очень сильная электрическая активность. Молнии достигают величины свыше 1000 км.
Изучение планеты
Первое исследование Юпитера в 1610 году провёл Галилео Галилей помощью собственного телескопа. Он же открыл 4 самых крупных спутника планеты. В 1665 Кассини открывает Большое красное пятно и вычисляет длительность суток на планете. Визуальные исследования были затруднены из-за очень плотной атмосферы, и астрономы только открывали новые спутники.
С 1972 года началось планомерное исследование планеты космическими аппаратами серии «Пионер» и «Вояджер», которые передали на Землю огромное количество фотоснимков, данные о составе атмосферы и результаты исследования магнитного и радиационного поля Юпитера.
Запущенный в 1989 году межпланетный аппарат «Галилео» выпустил в атмосферу Юпитера зонд, который, спускаясь на парашюте, работал и передавал данные больше часа, пока высокое давление не разрушило аппарат.
Читайте также: Исследование Юпитера космическим аппаратом “Галилео”
Юпитер
Введение
Юпитер- вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы. Но если Венеру можно видеть только утром или вечером ,то Юпитер иногда сверкает всю ночь. Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса ; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.
Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой , у которой были открыты спутники . В 1610 г. Галилей , направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки , не видимые простым глазом . На следующий день они изменили своё положение и относительно Юпитера , и относительно друг друга. Наблюдая за этими звёздами Галилей заключил , что наблюдает спутники Юпитера , образовавшиеся вокруг него как центрального светила .Это была уменьшенная модель Солнечной системы . Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера –Ио , Европы, Ганимеда и Каллисто-делает их удобными “ небесными часами”, и моряки долгое время пользовались ими , чтобы определять положение корабля в открытом море .
В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется ли свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расчетов , датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил , что наблюдения и вычисления расходятся , если Юпитер и Земля находятся по разные стороны Солнца . В этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу , что 1000 с. – это как раз , которое нужно свету ,чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Поскольку диаметр земной орбиты составляет 300 млн. километров , скорость света оказывается близкой к 300000км./с.
Юпитер- это планета – гигант которая содержит в себе более 2/3 всей нашей планетной системы . Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше , чем у Земли . Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м^3, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше , чем плотность Земли . Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли . Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода , практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая:-140 С.
Юпитер быстро вращается ( период вращения 9 ч. 55 мин. 29 с.). Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась , и её полярный радиус стал на 4400 км меньше экваториального , равного 71400 км . Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного .
Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов : в 1973 г. – “Пионер-10” , в 1974 – “Пионер-11”. В марте и в июле1979 г. его посетили более крупные и “умные” аппараты – “Вояджер-1 и –2”.В декабре 1995 до него долетела межпланетная станция “Галилео”, которая стала первым искусственным спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.
Особенности Юпитера.
Из четырех гигантских планет лучше всего изучен Юпитер — самая большая планета этой группы и ближайшая из планет-гигантов к нам и Солнцу. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, поэтому сезонных изменений условия освещения на нем нет.
У всех планет-гигантов вращение вокруг оси довольно быстрое, а плотность мала. Вследствие этого они значительно сжаты.
Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными атмосферами, и мы видим лишь плавающие в них облака, вытянутые полосами, параллельными экватору, вследствие их быстрого вращения.
Полосы облаков видны на Юпитере даже в слабый, телескоп Юпитер вращается зонами—чем ближе к полюсам, тем медленнее. На экваторе период вращения 9 ч 50 мин, а на средних широтах на несколько минут больше. Аналогичным образом вращаются и другие планеты-гиганты.
Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере над их облаками) очень низка:
на Юпитере —145°С, на Сатурне —180°С, на Уране и Нептуне еще ниже.
Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекулярный водород, есть там метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в атмосфере Юпитера и Сатурна обнаружен еще и аммиак NНз. Отсутствие полос NH3 в спектрах более далеких планет объясняется тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак конденсируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.
Интенсивные движения, охватывающие облачный и соседние с ним слои атмосферы, имеют устойчивый характер. В частности, таким устойчивым атмосферным “вихрем” является знаменитое Красное пятно, наблюдаемое на Юпитере уже свыше 300 лет.
Изучение процессов, происходящих в атмосферах различных планет, помогает земной метеорологии и климатологии.
Теоретически построены модели массивных планет, состоящих из водорода и гелия. Расчеты модели внутреннего строения Юпитера показывают, что по мере приближения к центру водород должен последовательно проходить через газообразную, газо-жидкую и жидкую фазы. В центре планеты, где температура может достигать нескольких тысяч кельвин, находится жидкое ядро, состоящее из металлов, силикатов и водорода в металлической фазе, которая наступает при давлениях порядка 10″ Па. В 1975 г. металлическую фазу водорода удалось экспериментально получить на Земле, что подтверждает справедливость теоретических расчетов внутреннего строения планет-гигантов.
Благодаря наличию магнитного поля Юпитер имеет пояса радиации, подобные земным, но значительно превосходящие их. Его магнитосфера простирается на миллионы километров, охватывая четыре крупнейших спутника. Юпитер является источником радиоизлучения. Космические аппараты зарегистрировали на нем мощные вспышки молний.
Из остальных данных о планетах заслуживает упоминания особенность осевого вращения Урана, которое, как и у Венеры, происходит в направлении, противоположном направлению вращения всех остальных планет. Кроме того, он вращается как бы лежа на боку, поэтому в течение года происходит значительное изменение условий освещения поверхности планеты.
Атмосфера.
Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушующую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисовой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными движениями, которые более интенсивны на границах между гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпитера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.
Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут формироваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах “Пионер-10” и “Пионер-11”, показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.
Спектроскопическими наблюдениями было установлено присутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элементов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристаллов аммиака ниже, должны быть расположен облака из кристаллов льда и капелек воды.
Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 – 14 мк, равна в центре диска 128 – 130К. Если рассмотреть температурные разрезы по центральному меридиану и экватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая толщина t=1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в центре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением высоты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излучения в интервале 8 – 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная яркостная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показывает, что температура облаков значительно больше (160 – 170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; поэтому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при более низких температурах и в образовании облаков на Юпитере принимать участие не может.
Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измерение отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазоне 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное излучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энергии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).
Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км – около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что атмосфера Юпитера очень глубокая – 10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от протонов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см ?, и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов, образовавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных образований.
Кольцо Юпитера.
Юпитер преподносит много сюрпризов: он генерирует мощные полярные сияния, сильные радиошумы, возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури – потоки мелких твердых частиц, выброшенных в результате электромагнитных процессов в магнитосфере Юпитера. Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные и на электромагнитные поля.
Именно из таких мелких каменных частиц, в основном состоит кольцо Юпитера, открытое в марте 1979 года (косвенное обнаружение кольца в 1974 г. по данным “Пионера” осталось непризнанным). Его главная часть имеет радиус 123-129 тыс. км. Это плоское кольцо около 30км толщиной и очень разреженное – оно отражает лишь несколько тысячных долей процента падающего света. Более слабые пылевые структуры тянутся от главного кольца к поверхности Юпитера и образуют над кольцом толстое гало, простирающееся до ближайших спутников. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повернуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.
Внутренние и внешние спутники Юпитера.
У Юпитера обнаружено 16 лун. Две из них – Ио и Европа – размером с нашу Луну, а другие две – Ганимед и Каллисто – превзошли ее по диаметру примерно в полтора раза. Каллисто равна по размерам Меркурию, а Ганимед его обогнал. Правда, они находятся дальше от своей планеты, чем Луна от Земли. Только Ио видна в небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных размеров, Европа, Ганимед и Каллисто выглядят в несколько раз меньше Луны.
Владения Юпитера довольно обширны: восемь внешних спутников настолько удалены от него, что их нельзя было бы наблюдать с самой планеты невооруженным глазом. Происхождение спутников загадочно: половина из них движется вокруг Юпитера в обратную сторону (по сравнению с обращением других 12 спутников и направлением суточного вращения самой планеты). Самый внешний спутник Юпитера в 200 раз дальше от него, чем самый близкий. Например, если высадиться на один из ближайших спутников, то оранжевый диск планеты займет полнеба. А с орбиты самого дальнего спутника диск гиганта Юпитера будет выглядеть почти в два раза меньше лунного.
Спутники Юпитера – это интереснейшие миры, каждый со своим лицом и историей , которые открывались нам только в космическую эру.
Ио
Это самый близкий к Юпитеру галилеев спутник, он удален от центра планеты на 422 тыс. км, т. е. чуть дальше, чем Луна от Земли. Благодаря огромной массе Юпитера период обращения Ио гораздо короче лунного месяца и составляет всего 42,5 ч. Для наблюдателя в телескоп это самый непоседливый спутник: практически каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны Юпитера на другую.
По массе и радиусу (1815км) Ио похожа на Луну. Самая сенсационная особенность Ио заключается в том, что она вулканически активна! На ее желто-оранжевой поверхности “Вояджеры” обнаружили 12 действующих вулканов, извергающих султаны высотой до 300км. Основной выбрасываемый газ – диоксид серы, замерзающий потом на поверхности в виде твердого белого вещества. Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Вулканически активные области Ио нагреты до 300° С.
Постоянно над планетой поднимается фонтан газа высотой 300 км. Мощный подземный гул сотрясает почву , из жерла вулкана с огромной скоростью ( до 1 км/с)вылетают вместе с газом камни и после свободного безатмосферного падения с огромной высоты врезаются в поверхность во многих сотнях километров от вулкана. Из некоторых вулканических кальдер (так называются котлообразные впадины , образовавшиеся вследствие провала вершины вулкана ) выплёскивается расплавленная черная сера и растекается горячими реками . на фотографиях “Вояджеров” видны черные озёра и даже целые моря расплавленной серы .
Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 20 км в поперечнике . В центре его расположен потрескавшийся оранжевый остров из твёрдой серы . Черные моря Ио колышутся в оранжевых берегах , а в небе над ними нависает громада Юпитера…
Существование таких пейзажей вдохновило много художников.
Вулканическая активность Ио обусловлена гравитационным влиянием на нее других тел системы Юпитера. Прежде всего, сама гигантская планета своим мощным тяготением создала два приливных горба на поверхности спутника, которые затормозили вращение Ио, так что она всегда обращена к Юпитеру одной стороной – как Луна к Земле. Орбита Ио не является точным кругом, горбы слегка перемещаются по её поверхности ,что приводит к разогреванию внутренних слоев планеты. В еще большей степени этот эффект вызывается приливными воздействиями других массивных спутников Юпитера, в первую очередь ближайшей к Ио Европе. Постоянное разогревание недр привело к тому, что Ио является самым вулканически активным телом Солнечной системы.
В отличие от земных вулканов , у которых мощные извержения эпизодичны, вулканы на Ио работают практически не переставая , хотя активность их может меняться. вулканы и гейзеры выбрасывают часть вещества даже в космос. Поэтому вдоль орбиты Ио тянется плазменный шлейф из ионизированных атомов кислорода и серы и нейтральных облаков атомарных натрия и калия.
Ударные кратеры на Ио отсутствуют из-за интенсивной вулканической переработки поверхности. На ней есть каменные массивы высотой до 9 км. Плотность Ио довольно высока – 3000 кг/м^3. Под частично расплавленной оболочкой из силикатов в центре спутника расположено ядро с большим содержанием железа и его соединений.
Европа.
Европа имеет радиус чуть меньше, чем у Ио – 1569км. Из галилеевых спутников у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда. Существует предположение о том, что под ледяной коркой существует водный океан, а под ним твердое силикатное ядро. Плотность Европы очень высока – 3500кг/м3. Этот спутник удален от Юпитера на 671000 км.
Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних спутников. Европа одно из самых гладких тел в солнечной системе: на ней нет возвышенностей более ста метров высотой. Вся ледяная поверхность спутника покрыта сетью полос огромной протяженностью. Темные полосы длиной в тысячи километров – это следы глобальной системы трещин по всей Европе. Существование этих трещин объясняется тем, что ледяная поверхность достаточно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов.
Из-за того , что поверхность молодая ( всего 100млн. лет ) , на почти не заметно ударных метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд. лет назад. Учёные нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 10-30 км.
Ганимед.
Ганимед является крупнейшим спутником планет в Солнечной системе, его радиус равен 2631 км. Плотность мала, по сравнению с Ио и Европой, всего 1930кг/м3. Удаленность от Юпитера составляет 1,07 млн. км. Всю поверхность Ганимеда можно разделить на две группы: первая, занимающая 60% территории, представляет собой странные полосы льда, порожденные активными геологическими процессами 3,5 млрд. лет назад; вторая, занимающая остальные 40%, представляет собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными метеоритными кратерами, нужно также отметить, что эта кора было частична разломлена и обновлена теми же процессами, что и упомянутые выше.
С точки зрения космического геолога Ганимед- самое привлекательное тело среди спутников Юпитера. Он имеет смешанный силикатно- ледяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро . Его плотность 1930 кгм^3. В условиях низких температур и высоких внутренних давлений водяной лёд может существовать в нескольких модификациях с различными типами кристаллической решётки. Богатая геология Ганимеда во многом определяется сложными переходами между этими разновидностями льда. Поверхность спутника припорошена слоем рыхлой каменно-ледяной пыли толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров.
Каллисто.
Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его радиус 2400км. Среди галилеевых спутников Каллисто самый дальний: расстояние от Юпитера 1,88 млн. км, период вращения составляет 16,7 суток. Плотность силикатно-ледяной Каллисто мала – 1830кг/м3. Поверхность Каллисто до предела насыщена метеоритными кратерами. Темный цвет Каллисто – результат силикатных и других примесей. Каллисто – самое кратерированное тело Солнечной системы из всех известных. Огромной силы удар метеорита вызвал образование гигантской структуры, окружённой кольцевыми волнами , – Вальхаллы. В центре её находится кратер диаметром 350 км , а в радиусе 2000 км от него концентрическими кругами располагаются горные хребты.
У Юпитера внутри орбиты Ио открывается несколько маленьких спутников. Три из них – Метида, Адрастея и Теба- обнаружены с помощью межпланетных станций , и о них известно немного. Метида и Атрастея (их диаметры 40 и 20 км соответственно) движутся по краю главного кольца Юпитера ,по одной орбите радиусом 128000км. Эти самые быстрые спутники делают оборот вокруг гиганта Юпитера за 7 ч. со скоростью свыше 100000 км /ч.
Более удалённый спутник Теба расположен посередине между Ио и Юпитером- на расстоянии 222 тыс. км от планеты ; его диаметр около 100 км.
Наиболее крупный внутренний спутник Амальтерея имеет неправильную форму ( размеры 270*165*150 км) и покрыт кратерами ; он состоит из тугоплавких пород тёмно-красного цвета. Амальтелия обнаружена американским астрономом Эдуардом Бернардом в 1892 г. и стала пятым по счету открытым спутником Юпитера. Вращается она по орбите радиусом 181 тыс. км.
Внутренние спутники Юпитера и его четыре главные луны расположены вблизи плоскости экватора планеты на почти круговых орбитах. У орбит этих восьми спутников эксцентрисеты и наклонения настолько малы , что ни один из них не отклоняется от “идеальной” круговой траектории более чем на один градус . Такие спутники называются регулярными.
Остальные восемь спутников Юпитера относятся к нерегулярным и отличаются значительными эксцентрисетами и наклонениями орбит. В своём движении они могут они могут менять удаленность от планеты в 1,5-2 раза, отклоняясь при этом от её экваториальной плоскости на многие миллионы километров. Эти восемь внешних спутников Юпитера сгруппированы в две команды , котрые были названы по наиболее крупным телам : группа Гималии , куда также входят Леда, Лиситея и Элара ;и группа Пасифе с Ананке, Карме и Синопе. Эти спутники открывались с помощью наземных телескопов в течение 70 лет( 1904 –1974).Средние радиусы планет группы Гималии соответствуют 11,1-11,7 млн км . спутники группы Гималии совершают оборот вокруг Юпитера за 240-260 суток , а группы Пасифе -–за 630-760 суток , т.е. более чем за два года. Собственные радиусы спутников очень малы : в группе Гималии –от 8 км у Леды до 90 км у Гималии ; в группе Пасифе –от 15 до 35 км . они черны и неровны . Внешние спутники , входящие в группу Пасифе, вращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.
Учёные еще не пришли к единому мнению о происхождении нерегулярных спутников.( Считается , что регулярные внутренние спутники сформировались из околопланетного газопылевого диска в результате слипания многих мелких частиц .) Ясно только , что важную роль в формировании внешних спутников играл захват Юпитером астероидов. Компьютерные расчеты показывают, что, возможно, группа Пасифе возникла в результате систематического захвата планетой мелких частиц и астероидов на обратные орбиты во внешней области околоюпитерианского диска.
Список литературы
Жарков В.Н. “Внутреннее строение Земли и планет”, М.: Наука, 1974 год.
Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия /Глав. ред. М.Д. Аксенова – М.: Аванта+, 1997 год, 688с: ил.
Если вы посмотрите на северо-западную часть неба после захода Солнца (юго-западную в северном полушарии), то вы обнаружите одну яркую точку света, которая легко выделяется по отношению ко всему, что находится вокруг нее. Это и есть планета Юпитер, сияющая интенсивным и ровным светом.
Сегодня люди могут изучить этот газовый гигант как никогда. После путешествия длинной в пять лет и десятилетий проведенных в планировании, космический аппарат NASA под названием Juno наконец-то достиг орбиты Юпитера.
Таким образом, человечество становится свидетелем вступления в новый этап исследования самого большого из газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Но что мы знаем о Юпитере и с какой базой должны вступить в эту новую научную веху?
Размер имеет значение
Юпитер — это не только один из самых ярких объектов в ночном небе, но и самая большая планета в Солнечной системе. Именно благодаря размерам Юпитер и является столь ярким. Более того, масса газового гиганта превышает более чем в два раза массу всех других планет, лун, комет и астероидов в нашей системе вместе взятых.
Огромный размер Юпитера позволяет предположить, что он мог быть самой первой планетой, сформировавшейся на орбите Солнца. Считается, что планеты возникли из обломков, оставшихся после того, как межзвездное облако газа и пыли объединялось во время формирования Солнца. В начале своей жизни наша, тогда еще молодая звезда, породила ветер, который сдул большую часть оставшегося межзвездного облака, однако Юпитер был в состоянии частично удержать его.
Смотрите видео: Юнона: пролетая мимо Юпитера
Более того, в Юпитере заключен рецепт того, из чего сделана сама Солнечная система — его компоненты соответствуют содержанию других планет и малых тел, а процессы, которые происходят на планете являются основополагающими примерами синтеза материалов для формирования столь удивительных и разнообразных миров, как планеты Солнечной системы.
Царь планет
Учитывая отличную видимость, Юпитер, наряду с Меркурием, Венерой, Марсом и Сатурном, люди наблюдали в ночном небе еще с древнейших времен. Независимо от культуры и вероисповедания, человечество считало эти объекты уникальными. Уже тогда наблюдатели отмечали, что они не остаются неподвижными в пределах узоров созвездий, подобно звездам, а движутся по определенным законам и правилам. Поэтому древнегреческие астрономы причисляли эти планеты к так называемым «блуждающим звездам», а позже от этого названия появился сам термин «планета».
Примечательно то, насколько точно древние цивилизации обозначили Юпитер. Не зная тогда еще, что он является самой крупной и самой массивной из планет, они назвали эту планету в честь римского царя богов, который также являлся богом неба. В древнегреческой мифологии аналогом Юпитера является Зевс — верховное божество Древней Греции.
Однако Юпитер — не самая яркая из планет, этот рекорд принадлежит Венере. Существуют сильные отличия в траекториях движения Юпитера и Венеры по небу и ученые уже объяснили чем это обусловлено. Оказывается, Венера, будучи внутренней планетой, расположена близко к Солнцу и появляется как вечерняя звезда после захода Солнца или утренняя звезда до восхода Солнца, тогда как Юпитер, являясь внешней планетой, способен странствовать по всему небосклону. Именно такое движение, наряду с высокой яркостью планеты, помогло древним астрономам отметить Юпитер как Царя планет.
Спутники Юпитера
В 1610 году, начиная с конца января и до начала марта, астроном Галилео Галилей наблюдал за Юпитером с помощью своего нового телескопа. Он легко идентифицировал и отследил первые три, а затем и четыре яркие точки света на его орбите. Они образовывали прямую линию по обе стороны от Юпитера, но их позиции постоянно и неуклонно менялись по отношению к планете.
В своем труде, который называется Sidereus Nuncius («Толкование Звезд», лат. 1610 г.) Галилей уверенно и совершенно правильно объяснил движение объектов, находящихся на орбите вокруг Юпитера. Позже именно его выводы стали доказательством того, что все объекты на небе вращаются не по орбите Земли, что и привело к конфликту астронома с католической церковью.
Смотрите также: Hubble сфотографировал сразу три спутника Юпитера
Итак, Галилею удалось обнаружить четыре основных спутника Юпитера: Ио, Европу, Ганимеда и Каллисто, – спутники, которые сегодня ученые называют галилеевыми лунами Юпитера. Спустя десятилетия астрономы смогли выявить и остальные спутники, общее количество которых на данный момент составляет 67, что является самым большим количеством спутников на орбите планеты Солнечной системы.
Большое красное пятно
У Сатурна есть кольца, у Земли голубые океаны, а у Юпитера — поразительные яркие и закрученные в полосы облака, формирующиеся под влиянием очень быстрого вращения газового гиганта вокруг своей оси (каждые 10 часов). Наблюдаемые на его поверхности образования в виде пятен представляют собой формирования динамических погодных условий в облаках Юпитера.
Для ученых остается вопросом, насколько глубоко к поверхности планеты проходят эти облака. Считается, что так называемое Большое красное пятно — огромная буря на Юпитере, обнаруженная на его поверхности еще в 1664 году, постоянно сокращается и уменьшается в размерах. Но даже сейчас эта массивная штормовая система превосходит размеры Земли примерно в два раза.
Последние наблюдения космического телескопа «Хаббл» указывают на то, что начиная 1930-х, когда только началось последовательное наблюдение объекта, его размер мог уменьшиться вдвое. В настоящее время многие исследователи говорят о том, что уменьшение размеров Большого красного пятна происходит все более и более быстрыми темпами.
Радиационная опасность
Юпитер имеет самое сильное магнитное поле из всех планет. На полюсах Юпитера магнитное поле в 20 тысяч раз сильнее, чем на Земле, оно простирается на миллионы километров в космос, достигая при этом орбиты Сатурна.
Сердцем магнитного поля Юпитера считается слой жидкого водорода, скрытый глубоко внутри планеты. Водород находится под таким высоким давлением, что он переходит в жидкое состояние. Таким образом, учитывая, что электроны внутри атомов водорода способны передвигаться, он берет на себя характеристики металла и способен проводить электричество. Учитывая быстрое вращение Юпитера, такие процессы создают идеальную среду для создания мощного магнитного поля.
Магнитное поле Юпитера является самой настоящей ловушкой для заряженных частиц (электронов, протонов и ионов), некоторые из которых попадают в него из солнечных ветров, а другие от галилеевых спутников Юпитера, в частности, от вулканического Ио. Некоторые из подобных частиц движутся по направлению к полюсам Юпитера, создавая впечатляющие полярные сияния вокруг, которые в 100 раз ярче, чем сияния на Земле. Другая часть частиц, которая попадает в плен магнитного поля Юпитера, образует его радиационные пояса, превосходящие в разы любые версии поясов Ван Аллена на Земле. Магнитное поле Юпитера ускоряет эти частицы до такой степени, что они движутся в поясах почти со скоростью света, создавая самые опасные зоны радиационного излучения в Солнечной системе.
Погода на Юпитере
Погода на Юпитере, как и все остальное о планете очень величественна. Над поверхностью все время бушуют штормы, которые постоянно изменяют свою форму, разрастаются на тысячи километров буквально за несколько часов, а их ветры закручивают облака со скоростью 360 километров в час. Именно здесь присутствует так называемое Большое красное пятно, представляет собой бурю, которая длится уже несколько сотен земных лет.
Юпитер завернут в облака состоящие из кристаллов аммиака, их можно рассмотреть в виде полос желтых, коричневых и белых цветов. Облака, как правило, расположены на определенных широтах, также известных как тропические районы. Эти полосы образуются за счет подачи воздуха в различных направлениях на разных широтах. Более легкие оттенки областей, где поднимается атмосфера называются зонами. Темные регионы, где воздушные потоки опускаются — называются поясами.
GIF
Когда эти противоположные потоки взаимодействуют между собой, появляются штормы и турбулентность. Глубина облачного слоя составляет всего 50 километров. Он состоит из, по крайней мере, двух уровней облаков: нижнего, более плотного и верхнего, более тонкого. Некоторые ученые считают, что еще существует тонкий слой водяных облаков под слоем из аммиака. Молнии на Юпитере могут быть в тысячу раз мощнее, чем молнии на Земле, а хорошей погоды на планете практически не бывает.
Кольца Юпитера
Несмотря на то, что большинству из нас при упоминании колец вокруг планеты на ум приходит Сатурн с его ярко выраженными кольцами, у Юпитера они тоже есть. Кольца Юпитера в основном состоят из пыли, что делает их трудно различимыми. Формирование этих колец, как полагают, произошло за счет силы тяжести Юпитера, которая захватила материал, выброшенный из его спутников в результате их столкновений с астероидами и кометами.
Планета — рекордсмен
Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что Юпитер является самой крупной, самой массивной, самой быстро вращающейся, и наиболее опасной планетой Солнечной системы. Он имеет самое сильное магнитное поле и наибольшее число известных спутников. Кроме того, считается, что именно он захватил нетронутый газ из межзвездного облака, которое и породило наше Солнце.
Юпитер в сравнении с другими планетами Солнечной системы / © vladstudio.com
Сильное гравитационное влияние этого газового гиганта помогло переместить материал в нашей Солнечной системе, притягивая лед, воду и органические молекулы из внешних холодных областей Солнечной системы в ее внутреннюю часть, где эти ценные материалы и могли быть захвачены гравитационным полем Земли. На это указывает и тот факт, что первые планеты, которые астрономы обнаруживали на орбитах других звезд, практически всегда относились к классу так называемых горячих Юпитеров — экзопланет, массы которых схожи с массой Юпитера, а расположение на орбите своих звезд является достаточно близким, что обуславливает высокую температуру поверхности.
И вот теперь, когда космический аппарат Juno уже находится на орбите этого величественного газового гиганта, у научного мира появилась возможность выяснить некоторые тайны формирования Юпитера. Будет ли подтверждена теория о том, что все началось с каменистого ядра, которое затем привлекло огромную атмосферу или же происхождение Юпитера больше похоже на образование звезды, сформировавшейся из солнечной туманности? На эти другие вопросы ученые планируют найти ответы во время следующей 18-месячной миссии Juno, посвященной детальному исследованию Царя планет.
Интересные факты о Юпитере
• Первое зарегистрированное упоминание Юпитера было отображено у древних вавилонян в 7-м или 8-м веке до н.э. Юпитер назван так в честь царя римских богов и бога неба. Греческим эквивалентом является Зевс, — повелитель молний и грома. У жителей Месопотамии данное божество было известно как Мардук, — покровитель города Вавилона. Германские племена называли планету как Донар, который был также известен как Тор.
• Открытие Галилеем четырех спутников Юпитера в 1610 году было первым доказательством вращения небесных тел не только по орбите Земли. Данное открытие стало также дополнительным доказательством гелиоцентрической модели Солнечной системы Коперника.
• Из восьми планет Солнечной системы на Юпитере самый короткий день. Планета вращается с очень большой скоростью и делает оборот вокруг своей оси каждые 9 часов и 55 минут. Такое быстрое вращение вызывает эффект уплощения планеты и именно поэтому она иногда выглядит сплюснутой.
• Один оборот по орбите вокруг Солнца у Юпитера занимает 11,86 земных лет. Это означает, что если смотреть на планету с Земли, кажется что она перемещается в небе очень медленно. Юпитеру необходимы месяцы для того, чтобы перейти от одного созвездия к другому.
• Юпитер имеет небольшую систему колец вокруг. Его кольца в основном состоят из частиц пыли исходящих от некоторых из его спутников при ударах от комет и астероидов. Кольцевая система начинается на расстоянии около 92000 километров над облаками Юпитера и простирается на более чем 225000 километров от поверхности планеты. Общая толщина колец Юпитера состоит в диапазоне 2,000-12,500 километров.
• На данный момент известно 67 спутников Юпитера. В их число входит четыре больших спутника, которые также известны как галилеевы спутники, обнаруженные Галилео Галилеем в 1610 году.
• Самым большим спутником Юпитера является Ганимед, он же и самый большой спутник в Солнечной системе. Четыре самых крупных спутника Юпитера (Ганнимед, Каллисто, Ио и Европа) превосходят по своим размерам Меркурий, диаметр которого составляет около 5268 километров.
• Юпитер является четвертым по своей яркости объектом в нашей Солнечной системе. Он занимает свое почетное место после Солнца, Луны и Венеры. Кроме того, Юпитер является одним из самых ярких объектов, которые можно увидеть с Земли невооруженным глазом.
• Юпитер имеет уникальный облачный слой. Верхняя атмосфера планеты разделена на зоны и облачные пояса, которые состоят из кристаллов аммиака, серы и смеси этих двух соединений.
• На Юпитере существует Большое красное пятно — огромный шторм, который бушует уже более трехсот лет. Этот шторм настолько обширен, что может вместить в себя сразу три планеты размером с Землю.
• Если Юпитер был бы в 80 раз более массивным, внутри его ядра начался бы ядерный синтез, что превратило бы планету в звезду.
Фото Юпитера
Первые фотографии Юпитера, сделанные космическим аппаратом «Юнона», были опубликованы в августе 2016 г. Посмотрите на то, какая великолепная планета Юпитер, каким мы его не видели.
Реальное фото Юпитера, сделанное зондом «Юнона»
«Крупнейшая планета Солнечной системы на самом деле уникальна», — говорит Скотт Болтон, главный исследователь миссии «Юнона».
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Когда Юпитер и Земля находятся ближе всего друг к другу они разделены 628,74 млн. километрами космического пространства. В наиболее удаленной друг от друга точке их разделяет 928,08 млн. км. В астрономических единицах эти расстояния колеблются от 4,2 до 6,2 а.е.
Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, когда планета находится ближе к Солнцу, этот участок орбиты называется перигелий. Когда дальше — афелий. Разница между перигелием и афелием определяет насколько эксцентрична орбита. Юпитер и Земля имеют две наименее эксцентричные орбиты в нашей Солнечной системе.
Некоторые ученые считают, Юпитер своей гравитацией создает приливные эффекты, которые могут вызвать увеличение количества пятен на Солнце. Если бы Юпитер подошел к Земле на пару сотен миллионов километров, то Земле бы пришлось не сладко под действием мощной гравитации гиганта. Легко понять, как каким образом он может вызвать приливные эффекты, если учесть, что его масса в 318 раз больше чем у Земли. Благо Юпитер находится на почтительном расстоянии от нас, не причиняя неудобства и одновременно защищая нас от комет, притягивая их к себе.
Положение на небосклоне и наблюдение
Юпитер и спутники в небольшой телескоп
Фактически газовый гигант является третьим по яркости объектом на ночном небе после Луны и Венеры. Если вы хотите знать где находится планета Юпитер на небосклоне, то чаще всего ближе к зениту. Чтобы не перепутать его с Венерой, учтите, что она не отходит от Солнца дальше 48 градусов, поэтому не поднимается очень высоко.
Марс и Юпитер это тоже два достаточно ярких объекта, особенно в противостоянии, но Марс отдает красноватым оттенком, поэтому их трудно спутать. Они оба могут находиться в противостоянии (наиболее близкое расположение к Земле), так что либо ориентируйтесь на цвет, либо используйте бинокль. Сатурн, несмотря на сходство строения, довольно сильно отличается по яркости, из-за большого удаления, так что спутать их сложно. Имея в своем распоряжении небольшой телескоп, Юпитер предстанет вам во всей красе. При его наблюдении сразу бросаются в глаза 4 маленькие точки (Галилеевы спутники) которые окружают планету. Юпитер в телескоп выглядит как полосатый шарик, и даже в небольшой инструмент видна его овальная форма.
Нахождение на небе
Используя компьютер его найти совсем не сложно, для этих целей подойдет распространенная программа Stellarium. Если вы не знаете, что за объект вы наблюдаете, то зная стороны света, свое местоположение и время программа Stellarium вам даст ответ.
При его наблюдении мы имеем удивительную возможность увидеть такие необычные явления как прохождение теней спутников по диску планеты или затмение планетой спутника, в общем почаще смотрите в небо, там много всего интересного и удачного поиска Юпитера! Чтобы легче было ориентироваться в астрономических события используйте астро календарь.
Магнитное поле
1
Проект по окружающему миру ученика 4 класса Г школы 1449 Бунякова Максима
2
Введение Юпи?тер пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Он господствует среди планет, соперничая с Солнцем в своем красоте. Именно поэтому тысячи лет назад его назвали в честь царя римских богов Юпитера.
3
Газовый гигант Юпитер называют газовым гигантом, потому что он почти полностью состоит из газа. Он не имеет твердой поверхности. Под его атмосферой находится жидкий океан из водорода и воды
4
Масса Юпитера в Солнечной системе Масса Юпитера в 2,5 раза превышает общую массу всех остальных планет солнечной системы, в 318 раз больше массы Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца.
5
Форма Юпитера Юпитер вращается очень быстро. День на этой планете длится всего 10 часов. Из-за большой скорости вращения Юпитер имеет форму приплюснутого шара. У Юпитера есть кольца, как и у Сатурна. Их можно увидеть только на фоне Солнца.
6
Ось и спутники Юпитера Ось Юпитера направлена перпендикулярно орбите, поэтому на планете нет смены времен года. Юпитер имеет, 67 спутников. В ночное время, в бинокль можно увидеть четыре самых крупных Ио, Европа, Ганимед и Каллисто которые открыл Галилео Галилей в 1610 году.
Средняя общеобразовательная школа №28
РЕФЕРАТ
на тему:
ЮПИТЕР
Выполнила:
ученица 11 класса «А»
Гречихина К.Я
Проверил:
преподаватель физики и
астрономии
Лисова Л.В.
г. Наб. Челны
2003г.
ЮПИТЕР , пятая по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы.
Общие сведения. Ю. — самая крупная из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнца на ср. расстоянии 5,203 а. е. (778 млн. км.). Эксцентриситет орбиты 0,048, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный оборот вокруг Солнца Ю. совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью 13,06 км\сек. Ср. си-нодич. период обращения 399 сут. За 12 лет Ю. обходит всё небо вдоль эклиптики и в противостоянии виден как чуть желтоватая звезда —2,6 звёздной величины; уступает в блеске только Венере, и Марсу во время великого противостояния.
Видимый диск Юпитера имеет форму эллипса, оси которого в ср. противостоянии видны под углом 46,5» и 43,7». В соединении с Солнцем Юпитер имеет угловые размеры на 1/3 меньше, а блеск на 0,84 звёздной величины слабее, чем в противостояниях. Визуальное альбедо Юпитера равно 0,67. Экваториальный диаметр Юпитера равен 142 600 км, полярный — 134 140 км; сжатие Юпитера (1: 15,9) обусловлено быстрым его осевым вращением. Период вращения близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30 сек (РI), а на средних широтах — 9 ч 55 мин 40 сек (РII). Объём Юпитера превосходит объём Земли в 1315 раз, а масса — в 318 раз. Масса Юпитера составляет 1: 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г! см3) мало отличается от средней плотности Солнца. Ускорение силы притяжения на полюсе Юпитера равно 27,90 м/сек2, на экваторе — 25,90 м/сек2: центробежное ускорение на экваторе — 2,25 м/сек2. Параболическая скорость (скорость убегания) на поверхности Юпитера равна 61 км/сек. Все геометрические, механические и физические характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Юпитере и его спутниках были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическими межпланетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974).
Атмосфера Юпитера. Наблюдаемая поверхность Юпитера состоит из облаков и других атмосферных образований и пересечена многочисленными тёмными полосами (поясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными параллельно экватору, который наклонён всего лишь на 3°04′ к плоскости орбиты Юпитера. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную структуру, которая постоянно изменяется. Особенно изменчив вид Южной и Северной экваториальных полос, которые временами исчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет. Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно устойчивы.
Количество тепла, приходящего от Солнца на единицу площади Юпитера, составляет 51,0 вт/м2, т. е. в 27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Юпитер до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые измерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Юпитера и на более высокие значения — до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К была обнаружена в одном тёмном пятне (6*12 тыс. км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.
В облачной структуре Юпитера существуют более пли менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40 000 км и шириной около 13 000 км. Цвет его — красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения РI и РII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Юпитера. В действительности же систематически направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения.
Химический состав атмосферы Юпитера определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Юпитера были обнаружены метан СН4 и аммиак NН3. Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород Н2, затем пары воды Н2О, молекулы ацетилена С2Н2, этана С2Н6, фос-фина РН3 и, наконец, окиси углерода СО.
Тёмные полосы Юпитера имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2 — 0,3 мкм. Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 агпм (к нему относятся приведённые выше геом. размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже — ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня — взвешенные капли раствора аммиака в воде.
Внутреннее строение Юпитера. Существуют несколько моделей строения Юпитера при разных предположениях о его химическом составе. Вследствие большой силы тяжести на Юпитере давление газов возрастает с глубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности становится настолько большим, что преобладающий газ (водород) изменяет своё состояние и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температуры по мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется (температура вблизи центра Юпитера приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн. агпм и плотности 20—30 г! см3). В некоторых моделях Юпитера предполагается существование слоя льда (Н2О) значительной толщины, но лишь вблизи поверхности, где температура невысока.
По-видимому, Юпитер имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жёстко вращающееся вместе с планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Юпитера.
Магнитное поле Юпитера обнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интенсивному в дециметровом и декаметровом диапазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Юпитера в радиационные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне 7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от нескольких часов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхности Юпитера. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются с периодом РIII = 9 ч 55 мин 30 сек. С периодом РIII изменяется также дециметровое излучение. Именно этот период приписывают вращению твёрдого слоя, собственно образующего поверхность Юпитера. Природа твёрдого слоя Юпитера пока ещё неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлический водород переходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубине жидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной магнитного поля Юпитера. Напряжённость магнитного поля Юпитера 4 э. Направление магнитной оси Юпитера составляет угол около 10° с его осью вращения.
Магнитосфера Юпитера имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные пояса, в которых движутся захваченные полем электроны, обладающие энергией св. 6 Мэв. Их взаимодействие с полем порождает дециметровое синхротронное излучение. В более отдалённых областях ср. магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90—100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к Юпитеру его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник — Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплесков Юпитера.
Спутники. Известны 13 спутников Юпитера. Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутника были открыты Г. Галилеем в 1610. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892, почти три столетия спустя,— самый близкий к планете: он удалён от планеты всего лишь на 2,54 экваториальных радиуса Юпитера. Все эти спутники движутся практически по круговым орбитам, плоскости которых совпадают с плоскостью экватора Юпитера. Их периоды обращения — от 12 ч у Юпитера V до 16,8 сут у Юпитера IV. Все остальные спутники Юпитера, открытые в 20 в., удалены от планеты на большие расстояния. В 1976 были заново утверждены названия спутников. Почти все они взяты из мифологии среди персонажей, так или иначе связанных с деятельностью Юпитера (первые 4 спутника были названы ещё Галилеем). Ниже приведены названия спутников; в скобках даны их радиусы в км и видимые звёздные величины в противостоянии (1976):
I — Ио (1820; 4,9); II — Европа (1530; 5,3); III — Ганимед (2610; 4,6); IV — Каллисто (2450; 5,6); V — Амальтея (120; 13); VI — Гамалия (80; 14,2); VII — Элара (50; 17); VIII — Пасифея (12; 18); IX — Синопа (10;
18.6); X — Лизифоя (8; 18,3); XI — Карма (-9; 18,6); XII — Ананке (8;
18.7); XIII — Леда (5; 20).
Четыре галилеевых спутника по размерам своим приближаются к планетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия). Периоды их осевого вращения и обращения вокруг Юпитера совпадают. Средние плотности больше, чем у Юпитера: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г! см3. Все они имеют низкую температуру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, но ниже, чем у Юпитера, что указывает скорее на особенности поверхности, чем на наличие мощной атмосферы. Действительно, радарные и инфракрасные наблюдения позволили установить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда и скал, т. к. отмечаются значит, неровности. «Пионер-10» и «Пионер-11» сфотографировали Ганимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены устойчивые тёмные и светло-зеленые образования. Ио имеет атмосферу и значит, ионосферу. По близкому совпадению плоскостей первых пяти спутников с плоскостью экватора Юпитера можно полагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой из одного сгустка первичного вещества. Что касается остальных спутников, то они скорее всего в прошлом являлись астероидами и были захвачены Юпитером.
Использованная литература:
1. Мороз В. И., Физика планет, М., 1967;
2. Физические характеристики планет-гигантов, А.-А., 1971;
3. Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973;
4. Долги нов Ш. Ш., Магнетизм планет, М., 1974;
5. Мартынов Д. Я., Планеты. Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970;
6. «3емля и Вселенная», ст. и заметки о Юпитере за годы 1974 — 77.