Самая крупная, пятая от Солнца, планета Солнечной системы.
Краткие сведения:
- Диаметр 142 800 км
- Масса 1,9*10^27 кг
- Плотность 1330 кг/м^3
- Период вращения 9 ч 55 мин 29 с
- Среднее расстояние от Солнца 5,20 а. е.
- Период обращения 11,86 года
- Эксцентриситет орбиты 0,048
- Наклон орбиты 1,3╟
- Ускорение свободного падения на экваторе 23,5 м/с^2
- Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 87╟
- Эксцентриситет орбиты 0,048
Юпитер. Снимок планеты из космоса.
Юпитер, пятая от Солнца большая планета Солнечной системы, самая крупная из планет-гигантов. Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3,5o; из-за малости этого угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо. В противостоянии Юпитер виден как чуть желтоватая звезда - 2,6 звездной величины; из всех планет уступает в блеске только Венере и Марсу во время последнего великого противостояния.
Большое Красное Пятно. Гигантский ураган в атмосфере Юпитера.
Атмосфера:
Спектральные исследования Юпитера показали, что его атмосфера состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствуют также этан, ацетелен, фосфен и водяной пар.
Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. В декабре 1973 года с помощью американского космического аппарата "Пионер-10" удалось обнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание. Можно считать установленным, что атмосфера Юпитера на 74% состоит из водорода и на 26% из гелия.
На долю метана приходится не более 0,2%, на долю аммиака - не более 0,1% состава атмосферы планеты (по массе). Учитывая низкую среднюю плотность планеты, можно считать, что эти два газа (водород и гелий) составляют и почти всю массу самой планеты.
Атмосферный слой имеет толщину около 1 000 км. Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой облаков, которые можно наблюдать в телескоп.
В атмосфере Юпитера отчетливо просматриваются параллельные плоскости его экватора слои, или зоны, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями. Быстрее всего вращается экваториальная зона - период её вращения 9 ч 50 мин 30 с, что на 5 мин 11 с меньше периода вращения полярных зон. Таким образом, Юпитер, подобно Солнцу, вращается не как твердое тело - скорость вращения не одинакова на разных широтах. Юпитер имеет максимальную скорость вращения из всех планет солнечной системы, что имеет следствием сильное сжатие планеты у полюсов.
Из устойчивых деталей известно Большое Красное пятно, наблюдающееся уже более 300 лет. Это - громадное овальное образование размерами 35000 км. по долготе и 14000 км. по широте между Южной тропической и Южной умеренной полосами. Оно, медленно перемещаясь, за сто лет совершает примерно 3 оборота. Цвет его красноватый, но подвержен изменениям. Природа этого феномена до конца неясна.
Юпитер так же обладает радиационными поясами.
Планета не имеет твердой поверхности, поэтому, говоря о его размерах, указывают радиус верхней границы облаков. Радиус Юпитера на экваторе равен 71400 км.
Большое Красное Пятно. Гигантский ураган в атмосфере Юпитера.
Строение и состав:
Как и другие планеты-гиганты, Юпитер существенно отличается по химическому составу от планет земной группы. Абсолютно доминирующими здесь являются водород и гелий в ╚солнечной╩ пропорции 3,4 : 1.
Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой облаков. Далее - слой жидкого молекулярного водорода, имеющий толщину 24 000 км. На этой глубине давление достигает 300 ГПа, а температура 11 000 К, здесь водород переходит в жидкое металлическое состояние, то есть становится подобным жидкому металлу. Слой жидкого металлического водорода имеет толщину 42 000 км. Внутри него располагается небольшое жидкое или твёрдое ядро из металлов и силикатов, окруженное водно-аммиачной жидкой оболочкой. Радиус этого ядра порядка 1/10 радиуса планеты (4000 км), масса где-то 0,3-0,4 её массы, температура достигает 2500-3000 К при давлении около 8000 ГПа.
Юпитер. Снимок планеты из космоса.
Физические и химические параметры:
Красноватый оттенок планеты приписывают главным образом присутствию в атмосфере красного фосфора и, возможно, органике, возникающей благодаря электрическим разрядам. В области, где давление порядка 100 КПа, температура составляет около 160 К (-115 С). Замечены интенсивные атмосферные потоки, в том числе вертикальная циркуляция. Установлено наличие облаков, высота которых в различных поясах различна. Светлые полосы и Большое Красное Пятно связаны с восходящими потоками; облака здесь выше, а температура ниже, чем в остальных областях. Исследователи обращают внимание на необычную устойчивость вихрей.
В 1956 году было обнаружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см., соответствующее тепловому излучению с температурой 145 К (-130 С). По измерениям в инфракрасном диапазоне температура самых наружных слоев облаков Юпитера 130 К (-115 С). Полеты американских космических аппаратов "Пионер-10" и "Пионер-11" позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера, а измерение температуры облачного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений результат: количество тепла, которое Юпитер испускает, более чем вдвое превышает тепловую энергию, которую планета получает от Солнца. Возможно, что идущее из недр планеты тепло выделяется в процессе медленного сжатия гигантской планеты (1 мм в год!). Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (как поле Земли), которое простирается до 1,5 млн. км. от Юпитера, и не дипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности планеты 10-15 эрстед, то есть в 20 раз больше, чем на Земле.
Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радиовсплесков (резких усилений мощности излучения) на волнах длиной от 4 до 85 м, продолжительностью от долей секунды до минут и даже часов. Однако длительное возмущения - это не отдельные всплески, а серии всплесков - своеобразные шумовые бури или грозы. Согласно современным гипотезам, эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты, протяжённость которой порядка 3000 км.
Юпитер. Разрез планеты.
Спутники:
Первые четыре спутника были открыты Г. Галилеем еще в 1610. Это открытие послужило мощным толчком к утверждению гелиоцентрической системы мира Коперника, явившись яркой моделью этой системы. В настоящее время известно 16 спутников Юпитера. Это (в порядке их удаленности от планеты) - Адрастея, Метис, Амальтея (по имени нимфы, вскормившей Юпитера), Фива; затем четыре галилеевых спутника - Ио, Европа, Ганимед, Каллисто ; далее - Леда, Гималия, Лиситея, Элара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе. Спутники внешней группы названы по именам возлюбленных Юпитера. Примерно четверть спутников обращаются вокруг Юпитера в направлениях, обратных направлению его собственного вращения. Полагают, что это захваченные планетой астероиды.
Открытие значительного числа спутников Юпитера, в том числе первых двух ближайших к нему, стало возможным только после пролета космических кораблей, начиная с автоматических межпланетных станций ╚Пионер╩ (1973-74), а несколько позже (1977) - ╚Вояджеров╩.
Первый из галилеевских спутников, Ио, по размерам превосходит Луну. Имеет атмосферу и ионосферу, состоящую, в основном, из ионов серы и натрия. Весьма активна его вулканическая деятельность (больше, чем на Земле). Размеры вулканических кратеров достигают сотни километров, превосходя земные в десятки и даже сотни раз, хотя высота вулканов сравнительна невелика. Только в полярных областях Ио есть вулканы высотой около 10 км. Выбросы серы из вулканов вздымаются на высоту до 250 км. По мнению ряда исследователей, под тонкой твердой поверхностной коркой спутника, засыпанной слоем серы и ее диоксида, может находиться жидкая сера. Температура у поверхности Ио около -120 С на экваторе (кроме вулканических областей) и еще на 50 С ниже у полюсов. Относительная немногочисленность ударных кратеров крупнее 1-2 км позволяет считать поверхность Ио сравнительно молодой (менее 1млн. лет).
Еще меньше кратеров, превышающих 5 км в диаметре, на поверхности Европы. Плотности спутников Юпитера убывают по мере увеличения радиусов их орбит. В отличие от Ио, поверхности других спутников покрыты льдом, в том числе водяным, пропорциональная доля которого чем дальше от Юпитера, тем делается все выше. Предположение о ледяной корке, под которой находится сравнительно рыхлый слой ╚губчатого╩ льда, пропитанного водой, может объяснить ряд наблюдаемых особенностей некоторых спутников, например, сравнительную гладкость поверхностей и высокую отражательную способность. Так, у Европы отражательная способность велика, а перепад высот на ней составляет всего лишь около 10 м. Кроме того, на Европе нет кратеров более 10 км в диаметре, но имеется много длинных (200-300 км) неглубоких борозд, что связано с особенностями приповерхностного покрова. Следует отметить, что перепады высот на Ганимеде (радиус которого превосходит радиус Меркурия на 500 км) и Каллисто на порядок выше, чем на Европе.
Однако далеко не все спутники Юпитера имеют гладкие поверхности. Так, плотность кратеров в некоторых районах Каллисто, уступающему по размерам Ганимеду, близка к предельной. В отдельных участках края кратеров смыкаются. Одной из причин такого распределения кратеров может быть легкоплавкость пород поверхности (в частности, льда).
Всего Юпитер имеет 22 спутника.
Галилеевские спутники. Самые известные спутники Юпитера, открытые в 1610 г. Галилео Галилеем.
Кольцо Юпитера:
По данным, полученным с американских аппаратов "Вояджер", Юпитер окружен в экваториальной области системой колец. Кольцо расположено в 50 000 км от верхней границы облаков, его ширина около 6 км при толщине в 1 км. Существование кольца Юпитера предсказано в 1960 году советским астрономом С.К. Всехвятским на основании наблюдений.
Изучение Юпитера и его спутников, уже давшее много существенно новых результатов, привело и к постановке ряда новых проблем. В частности, еще только в процессе становления находятся исследования, касающиеся физической природы интенсивных электрических полей у ближайших к Юпитеру спутников.
В настоящее время астрономы предполагают, что возраст колец - всего около ста миллионов лет.
|
|
