Скорость планеты юпитер. Юпитер - самая большая планета солнечной системы

Юпитер - пятая планета Солнечной системы, относящаяся к категории газовых гигантов. в пять раз превосходит диаметр Урана (51 800 км), а его масса составляет 1,9×10^27 кг. Юпитер, как и Сатурн, имеет кольца, однако они недостаточно хорошо заметны из космоса. В данной статье мы познакомимся с некоторыми астрономическими сведениями и узнаем, какая планета - Юпитер.

Юпитер - особенная планета

Интересно, что звезда и планета отличаются друг от друга по массе. Небесные тела с большой массой становятся звездами, а тела с меньшей массой - планетами. Юпитер, благодаря своим огромным размерам, вполне мог быть известен сегодняшним ученым как звезда. Однако при образовании он получил недостаточную для звезды массу. Поэтому Юпитер - крупнейшая планета Солнечной системы.

Смотря на планету Юпитер в телескоп, можно увидеть темные полосы и светлые зоны между ними. На самом деле такая картина создается облаками разной температуры: светлые облака - более холодные, чем темные. Из этого можно сделать вывод, что в телескоп можно увидеть атмосферу Юпитера, а не его поверхность.

На Юпитере часто происходят полярные сияния, похожие на те, что можно увидеть на Земле.

Стоит отметить, что наклон оси Юпитера к плоскости его орбиты не превосходит 3°. Поэтому долгое время не было известно ничего о наличии кольцевой системы планеты. Главное кольцо планеты Юпитер очень тонкое, и при телескопических наблюдениях видно с ребра, поэтому его сложно было заметить. О его существовании ученые узнали лишь после запуска космического аппарата «Вояджер», который подлетел к Юпитеру под определенным углом и обнаружил около планеты кольца.

Юпитер считается газовым гигантом. Его атмосфера по большей части состоит из водорода. Также в атмосфере присутствуют гелий, метан, аммоний и вода. Ученые-астрономы предполагают, что за облачным слоем планеты и газожидким металлическим водородом вполне возможно обнаружить твердое ядро Юпитера.

Основные сведения о планете

Планета Солнечной системы Юпитер обладает поистине уникальными характеристиками. Основные данные представлены в следующей таблице.

Открытие Юпитера

Открытие Юпитера совершил итальянский ученый-астроном Галилео Галилей в 1610 году. Галилей считается первым человеком, использовавшим телескоп для наблюдения космоса и небесных тел. Открытие пятой планеты от Солнца - Юпитера - стало одним из первых открытий Галилео Галилея и послужило серьезным аргументом для подтверждения теории гелиоцентрической системы мира.

В 60-х годах семнадцатого века Джованни Кассини смог обнаружить «полосы» на поверхности планеты. Как было сказано выше, такой эффект создается благодаря различным температурам облаков в атмосфере Юпитера.

В 1955 году ученым стало известно, что материя Юпитера излучает радиосигнал высокой частоты. Благодаря этому было открыто существование вокруг планеты значительного магнитного поля.

В 1974 году зондом космического аппарата «Пионер-11», пролетавшим к Сатурну, было сделано несколько детальных снимков планеты. В 1977-1779 годах стало известно многое об атмосфере Юпитера, об атмосферных явлениях, происходящих на нем, а также о кольцевой системе планеты.

И сегодня продолжается внимательное изучение планеты Юпитер и поиск новых сведений о ней.

Юпитер в мифологии

В мифологии Древнего Рима Юпитер - это верховный бог, отец всех богов. Ему принадлежит небо, дневной свет, дождь и гроза, роскошь и изобилие, правопорядок и возможность исцеления, верность и чистота всего живого. Он является царем небесных и земных существ. В древнегреческой мифологии место Юпитера занимает всемогущий Зевс.

Его отец - земли), мать - Опа (богиня плодородия и изобилия), братья - Плутон и Нептун, а сестры - Церера и Веста. Его супруга Юнона является богиней супружества, семьи и материнства. Можно увидеть, что названия многих небесных тел появились благодаря древним римлянам.

Как было сказано выше, древние римляне считали Юпитера высшим, всемогущим богом. Поэтому его разделяли на отдельные ипостаси, отвечающие за определенную силу бога. Например, Юпитер Виктор (победа), Юпитер Тонанс (гроза и дождь), Юпитер Либертас (свобода), Юпитер Феретриус (бог войны и победного торжества) и другие.

На холме Капитолий в Древнем Риме являлся центральным в вере и религии всей страны. Это еще раз доказывает непоколебимую веру римлян в господство и величество бога Юпитера.

Также Юпитер защищал жителей Древнего Рима от произвола императоров, охранял священные римские законы, являясь источником и символом истинного правосудия.

Стоит также отметить, что древние греки называли планету, имя которой было дано в честь Юпитера, Зевсом. Это связано с отличиями в религии и вере жителей Древнего Рима и Древней Греции.

Иногда в атмосфере Юпитера возникают вихри, имеющие округлую форму. Большое Красное Пятно - самый знаменитый из таких вихрей, который также считается самым большим в Солнечной системе. О его существовании ученым-астрономам стало известно более четырехсот лет назад.

Размеры Большого Красного Пятна - 40×15 000 километров - более чем в три раза превышают размеры Земли.

Средняя температура на «поверхности» вихря - ниже -150°С. Состав пятна до сегодняшнего дня не был окончательно определен. Предполагается, что оно состоит из водорода и аммония, а красный цвет ему придают соединения серы и фосфора. Также некоторые ученые считают, что пятно краснеет при попадании в зону ультрафиолетового излучения Солнца.

Стоит отметить, что существование таких устойчивых атмосферных образований, как Большое Красное Пятно, невозможно в земной атмосфере, которая, как известно, состоит по большей части из кислорода (≈21%) и азота (≈78%).

Спутники Юпитера

Сам Юпитер является крупнейшим - главной звезды Солнечной системы. В отличие от планеты Земля, Юпитер имеет 69 спутников, это самое большое количество спутников во всей Солнечной системе. Юпитер и его спутники вместе составляют уменьшенную версию Солнечной системы: Юпитер, расположенный в центре, и зависимые от него более мелкие небесные тела, вращающиеся по своим орбитам.

Как и сама планета, некоторые спутники Юпитера были открыты итальянским ученым Галилео Галилеем. Обнаруженные им спутники - Ио, Ганимед, Европу и Каллисто - до сих пор называют галилеевыми. Последний же из известных астрономам спутников был открыт в 2017 году, поэтому не следует считать данное число окончательным. Помимо четырех, открытых Галилеем, а также Метиды, Адрастеи, Амальтеи и Фивы, спутники Юпитера имеют не слишком большие размеры. А у другой «соседки» Юпитера - планеты Венеры - вообще не установлено наличие спутников. В данной таблице представлены некоторые из них.

Рассмотрим важнейшие спутники планеты - результаты знаменитого открытия Галилея Галилео.

Ио

Ио занимает четвертое место по величине среди спутников всех планет Солнечной системы. Его диаметр составляет 3 642 километра.

Из четырех галилеевских спутников Ио находится ближе всех к Юпитеру. На Ио происходит большое количество вулканических процессов, поэтому внешне спутник очень напоминает пиццу. Регулярные извержения многочисленных вулканов периодически изменяют облик данного небесного тела.

Европа

Следующий спутник Юпитера - Европа. Он является самым маленьким среди галилеевских спутников (диаметр - 3 122 км).

Вся поверхность Европы покрыта ледяной коркой. Точные сведения пока не выяснены, однако ученые предполагают, что под этой коркой находится обычная вода. Таким образом, строение данного спутника в некоторой степени напоминает строение Земли: твердая корка, жидкое вещество и расположенное в центре твердое ядро.

Поверхность Европы также считается самой плоской во всей Солнечной системе. На спутнике нет ничего, возвышающегося более чем на 100 метров.

Ганимед

Ганимед - крупнейший спутник Солнечной системы. Его диаметр составляет 5 260 километров, что даже превосходит диаметр первой от Солнца планеты - Меркурия. А ближайший сосед по планетной системе Юпитера - планета Марс - имеет диаметр, достигающий всего 6 740 километров в районе экватора.

Наблюдая Ганимед в телескоп, можно заметить на его поверхности отдельные светлые и темные участки. Ученые-астрономы выяснили, что они сложены космическими льдами и твердыми горными породами. Иногда на спутнике можно увидеть следы течений.

Каллисто

Самый дальний от Юпитера галилеев спутник - это Каллисто. Каллисто занимает третье место по размеру среди спутников Солнечной системы (диаметр - 4 820 км).

Каллисто является наиболее кратерированным небесным телом во всей Солнечной системе. Кратеры на поверхности спутника имеют различную глубину и окраску, что говорит о достаточном возрасте Каллисто. Некоторые ученые даже считают поверхность Каллисто самой «старшей» в Солнечной системе, утверждая, что она не обновлялась в течение более чем 4 миллиардов лет.

Погода

Какова же погода на планете Юпитер? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Погода на Юпитере непостоянна и непредсказуема, однако ученым удалось выявить в ней определенные закономерности.

Как было указано выше, над поверхностью Юпитера возникают мощные атмосферные вихри (такие как Большое Красное Пятно). Из этого следует, что среди атмосферных явлений Юпитера можно выделить сокрушительные ураганы, скорость движения которых превышает 550 километров в час. На возникновение таких ураганов в том числе влияют облака разных температур, которые можно различить на многочисленных фотографиях планеты Юпитер.

Также, наблюдая Юпитер в телескоп, можно увидеть сильнейшие бури и молнии, сотрясающие планету. Такое явление на пятой от Солнца планете считается постоянным.

Температура атмосферы Юпитера опускается ниже -140°С, что считается запредельным для известных человечеству форм жизни. К тому же, видимый нам Юпитер состоит только из газовой атмосферы, поэтому о погоде на твердой поверхности планеты ученым-астрономам пока на сегодняшний день известно немногое.

Заключение

Итак, в данной статье мы познакомились с самой большой планетой Солнечной системы - Юпитером. Стало понятно, что если бы Юпитеру при его образовании было сообщено несколько большее количество энергии, то наша планетная система могла бы называться «Солнце-Юпитер» и зависеть от двух крупнейших звезд. Однако Юпитеру не удалось превратиться в звезду, и сегодня он считается самым большим газовым гигантом, размеры которого действительно поражают.

Сама планета была названа в честь древнеримского бога неба. Но множество других, земных объектов было названо в честь самой планеты. Например, марка советских магнитофонов «Юпитер»; парусный корабль Балтийского флота в начале XIX века; марка советских электрических батареек «Юпитер»; броненосец флота Великобритании; кинопремия, утвержденная в 1979 году в Германии. Также в честь планеты был назван известный советский мотоцикл «ИЖ планета Юпитер», положивший начало целой серии дорожных мотоциклов. Производителем данной серии мотоциклов является Ижевский машиностроительный завод.

Астрономия - одна из самых интересных и неизведанных наук нашего времени. Окружающее нашу планету космическое пространство - любопытное явление, захватывающее воображение. Современные ученые совершают все новые открытия, которые позволяют узнать неизвестные ранее сведения. Поэтому крайне важно следить за открытиями ученых-астрономов, ведь наша жизнь и жизнь нашей планеты всецело подчинена законам космоса.

Юпитер — самая крупная планета Солнечной системы. Расположена она на пятой орбите от Солнца.
Относится к категории газовых гигантов и в полной мере оправдывает правильность такой классификации.

Юпитер получил своё название в честь древнего верховного бога-громовержца. Вероятно, из-за того, что известна планета была с давних времён и иногда встречалась в мифологии.

Масса и размер.
Если сопоставить размеры Юпитера и Земли — можно понять, насколько сильно они отличаются. Юпитер превосходит по радиусу нашу планету более чем в 11 раз.
При этом масса Юпитера больше массы Земли в 318 раз! И это ещё сказывается маленькая плотность гиганта (уступает земной почти в 5 раз).

Строение и состав.
Ядро планеты, что весьма интересно, является каменным. Его диаметр около 20 тысяч километров.
Затем следует слой металлического водорода, имеющий вдвое больший диаметр, нежели ядро. Температура этого слоя колеблется от 6 до 20 тысяч градусов.
Следующий слой составляет субстанция из водорода, гелия, аммиака, воды и другого. Её толщина также около 20 тысяч километров. Что интересно, у поверхности этот слой имеет газообразную форму, но потом постепенно переходит в жидкую.
Ну и последний, внешний слой — состоит, по большей части, из водорода. Также есть некоторая часть гелия и чуть меньше — других элементов. Этот слой газообразный.

Орбита и вращение.
Скорость движения Юпитера по орбите не очень велика. Полный оборот вокруг центральной звезды планета совершает почти за 12 лет.
А вот скорость вращения вокруг своей оси, наоборот, высока. И даже более — самая высокая среди всех планет системы. Оборот занимает чуть меньше 10 часов.

Информация о планете Юпитер

Атмосфера.
Атмосфера Юпитера состоит примерно на 89% из водорода и 8-10% из гелия. Оставшиеся крохи приходятся на метан, аммоний, воду и другое.
При наблюдении издалека, хорошо видны полосы Юпитера — различные по составу, температуре и давлению слои атмосферы. Они даже цвет имеют разные — одни светлее, другие темнее. Иногда они движутся вокруг планеты в различных направлениях и почти всегда — с различной скоростью, что весьма красиво.

В атмосфере Юпитера происходят ярко выраженные явления: молнии, штормы и другие. Они имеют куда большие масштабы, нежели на нашей планете.

Температура.
Несмотря на удалённость от Солнца, температуры на планете весьма высокие.
В атмосферы — примерно от -110 °C до +1000 °C. Ну а с уменьшением расстояния до центра планеты, растёт и температура.
Но происходит это вовсе не равномерно. Особенно для его атмосферы — изменение температуры в разных её слоях происходит довольно неожиданным образом. Пока что не удаётся объяснить все такие изменения.

— Из-за быстрого вращения вокруг своей оси, Юпитер немного вытянут в высоту. Так, экваториальный его радиус превосходит полярный почти на 5 тысяч километров (71,5 тысяч км и 66,8 тысяч км соответственно).

— Диаметр Юпитера максимально приближен к пределу для планет подобного типа строения. При теоретическом дальнейшем увеличении планеты — она стала бы сжиматься, а её диаметром при этом оставался бы почти неизменным. Таким, который она имеет и сейчас.
Такое сжатие привело бы к появлению новой Звезды.

— В атмосфере Юпитера находится гигантский непрекращающийся ураган — так называемое Красное пятно Юпитера (из-за его цвета при наблюдении). Размеры этого пятна превышает несколько диаметров Земли! 15 на 30 тысяч километров — примерно таковы его размеры (и это он ещё уменьшился в 2 раза за последние 100 лет).

— Планета имеет 3 очень тонких и незаметных кольца.

— На Юпитере идут дожди из алмазов.

— Юпитер имеет самое большое количество спутников среди всех планет Солнечной системы — 67.
На одном из этих спутников, Европе, находится глобальный океан, достигающий глубины 90 километров. Объём воды в этом океане больше объёма океанов Земли (хотя по размерам спутник заметно уступает Земле). Возможно, в этом океане есть живые организмы.

Юпитер — пятая от Солнца планета в Солнечной системе. Это – планета гигант. Экваториальный диаметр Юпитера почти в 11 раз больше земного. Масса Юпитера превосходит массу Земли в 318 раз.

Планета Юпитер была известна людям с древних времён: как и Меркурий, Венеру, Марс, Сатурн, его можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Когда в конце 16 века в Европе стали распространяться первые несовершенные подзорные трубы — телескопы, итальянский учёный Галилео Галилей решил сделать такой прибор для себя. Он же догадался использовать его на пользу астрономии. В 1610 г. Галилей увидел в телескоп крошечные «звёздочки», обращающиеся вокруг Юпитера. Эти четыре спутника, открытые Галилеем (галилеевы спутники) получили названия Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.

Древние римляне отожествили многих своих богов с греческими. Юпитер – верховный римский бог тождественен верховному богу Олимпа – Зевсу. Спутникам Юпитера дали имена персонажей из окружения Зевса. Ио – одна из его многочисленных возлюбленных. Европа – прекрасная финикиянка, которую Зевс похитил, преобразившись в могучего быка. Ганимед – красавец юноша-виночерпий, прислуживающий Зевсу. Нимфу Каллисто из ревности супруга Зевса Гера превратила в медведицу. Зевс поместил её на небе в виде созвездия Большой Медведицы.

В течение почти трёх веков только галилеевы спутники оставались известными науке спутниками Юпитера. В 1892 г. был открыт пятый спутник Юпитера – Амальтея. Амальтея – божественная коза, вскормившая своим молоком Зевса, когда его мать вынуждена была укрывать новорождённого сына от необузданного гнева его отца – бога Кроноса. Рог Амальтеи стал сказочным рогом изобилия. После Амальтеи открытия спутников Юпитера посыпались как из рога изобилия. На настоящее время известны 63 спутника Юпитера.

Юпитер и его спутники изучаются учёными не только с Земли с использованием современных научных методов, но и были обследованы с более близкого расстояния с помощью космических автоматов. Американская межпланетная автоматическая станция «Пионер-10» впервые подошла на относительно близкое расстояние к Юпитеру в 1973 г., «Пионер-11» — год спустя. В 1979 г. к Юпитеру приблизились американские аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». В 2000 г. автоматическая межпланетная станция «Кассини» прошла мимо Юпитера, передав на Землю фотографии и уникальную информацию о планете и её спутниках. С 1995 по 2003 годы в пределах системы Юпитера работал космический аппарат «Галилео», миссия которого заключалась в подробном исследовании Юпитера и его спутников. Космические аппараты не только помогли собрать большой объём информации о Юпитере и его многочисленных спутниках, но и обнаружить вокруг Юпитера кольцо, состоящее из мелких твёрдых частиц.

Весь рой спутников Юпитера можно разделить на две группы. Одна из них – внутренние (расположены ближе к Юпитеру), куда входят четыре галилеевых спутника и Амальтея. Все они, кроме относительно маленькой Амальтеи, крупные космические тела. Диаметр самого маленького из галилеевых спутников — Европы составляет приблизительно 0,9 от диаметра нашей Луны. Диаметр самого большого – Ганимеда в 1,5 раз больше диаметра Луны. Все эти спутники движутся по своим почти круговым орбитам в плоскости экватора Юпитера в направлении вращения планеты. Как и наша Луна, галилеевы спутники Юпитера всегда повёрнуты к своей планете одной и той же стороной: время обращения каждого спутника вокруг своей оси и вокруг планеты одинаково. Большинство учёных считают, что эти пять спутников Юпитера сформировались вместе со своей планетой.

Огромное количество внешних спутников Юпитера – небольшие космические тела. Внешние спутники в своём движении не придерживаются плоскости юпитерианского экватора. Большинство внешних спутников обращаются вокруг Юпитера в направлении противоположном направлению вращения планеты. Скорее всего, все они «чужаки» в мире Юпитера. Возможно, они представляют собой обломки столкнувшихся в окрестностях Юпитера больших космических тел, или одного развалившего на части в сильном гравитационном поле прародителя.

На настоящее время о планете Юпитер и его спутниках учёные собрали большой объём информации, космические аппараты передали на землю огромное количество фотографий, сделанных с относительно близких расстояний. Но настоящей сенсацией, сломавшей существующие ранее представления учёных о спутниках планет, стал факт, что на спутнике Юпитера Ио происходят извержения вулканов. Небольшие космические тела за время своего существования остывают в космическом пространстве, в их недрах не должно сохраняться огромной температуры, необходимой для поддержания вулканической деятельности.

Ио же не просто тело, ещё сохранившее некоторые следы активности недр, а самое активное вулканическое тело в Солнечной системе, известное в нынешнее время. Извержения вулканов на Ио можно считать почти непрерывными. И по своей силе они во много раз превосходят извержения земных вулканов.

Характеристики Юпитера

Что же даёт «жизнь» небольшому космическому телу, которое давно должно было превратиться в мёртвую глыбу. Учёные считают, что тело планеты постоянно разогревается за счет трения в породах, образующих спутник, под действием огромной силы гравитации Юпитера и сил притяжения со стороны Европы и Ганимеда. За каждый оборот Ио дважды изменяет орбиту, смещаясь радиально на 10 км к Юпитеру и от него. Периодически сжимаясь и разжимаясь, тело Ио разогревается подобно тому, как нагревается изгибаемая проволока.

Заинтересуйте детей известными фактами и нераскрытыми пока тайнами Юпитера и членов его многочисленного семейства. Интернет предоставляет возможность удовлетворить интерес по этой теме.

4.14. Юпитер

4.14.1. Физические характеристики

Юпитер (газовый гигант) – пятая планета Солнечной системы.
Экваториальный радиус: 71492 ± 4 км, полярный радиус: 66854 ± 10 км.
Масса: 1,8986 × 10 27 кг или 317.8 массы Земли.
Средняя плотность: 1.326 г/см³.
Сферическое альбедо Юпитера равно 0,54.

Поток внутреннего тепла на единицу площади «поверхности» Юпитера примерно равен потоку, получаемому от Солнца. В этом отношении Юпитер ближе к звёздам, чем к планетам земной группы. Однако источником внутренней энергии Юпитера, очевидно, не являются ядерные реакции. Излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты.

4.14.2. Элементы орбиты и особенности движения

Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 778,55 млн. км (5.204 а. е.). Эксцентриситет орбиты равен e = 0,04877. Период обращения вокруг Солнца равен 11.859 года (4331,572 суток); средняя орбитальная скорость – 13.07 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1.305°. Наклон оси вращения: 3,13°. Поскольку экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, то на Юпитере не бывает смен времён года.

Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы, причём угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. Период вращения равен 9,925 часов. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 6,5%.

Юпитер обладает наибольшей среди планет Солнечной системы атмосферой, которая простирается на глубину более 5000 км. Поскольку Юпитер не имеет твёрдой поверхности, внутренняя граница атмосферы соответствует глубине, на которой давление равно 10 бар (т. е. примерно 10 атм).

Атмосфера Юпитера в основном состоит из молекулярного водорода H 2 (примерно 90%) и гелия He (около 10%). Атмосфера содержит также простые молекулярные соединения: воду, метан, сероводород, аммиак, и фосфин и др. Обнаружены также следы простейших углеводородов – этана, бензола и других соединений.

Атмосфера имеет ярко выраженную полосатую структуру, состоящую из светлых зон и тёмных поясов, которые являются результатом проявления конвективных потоков, выносящих внутреннее тепло к поверхности.

В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне, а их светлая окраска объясняется, видимо, повышенной концентрацией аммиака NH 3 и гидросульфида аммония NH 4 HS.

Располагающиеся ниже тёмные облака поясов предположительно содержат соединения фосфора и серы, а также некоторые простейшие углеводороды. Эти, в обычных условиях бесцветные, соединения в результате воздействия УФ излучения Солнца приобретают тёмную окраску. Облака тёмные поясов имеют более высокую температуру, чем светлых зон и представляют собой области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера.

На границах поясов и зон, где наблюдается сильная турбулентность, возникают вихревые структуры, наиболее ярким примером которых является Большое Красное Пятно (БКП) – гигантский циклон в атмосфере Юпитера, существующий уже более 350 лет. Газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч. Ярко-оранжевый цвет пятна, видимо, связан с наличием серы и фосфора в атмосфере.

Юпитер - самая массивная планета

Длина БКП составляет около 30 тыс. км в длину, ширина – 13 тыс. км (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно изменяются, причём наблюдается тенденция к его уменьшению, поскольку 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше. Пятно перемещается параллельно экватору планеты.

4.14.4. Внутреннее строение

В настоящее время предполагается, что в центре Юпитера находится твёрдое ядро, затем следует слой жидкого металлического водорода с небольшой примесью гелия, и внешний слой, состоящий, в основном, из молекулярного водорода. Несмотря на общую, в целом сформированную концепцию, она содержит, тем не менее, ещё много неопределённых и неясных деталей.

Для описания ядра чаще всего используется модель каменной сердцевины планеты, однако ни свойства вещества при экстремальных давлениях и температурах, достигаемых в ядре (не менее 3000–4500 ГПа и 36000 К), ни его детальный состав неизвестны. Наличие твёрдого ядра массой от 12 до 45 масс Земли (или 3–15% массы Юпитера) следует из измерений гравитационного поля Юпитера. Кроме этого, твёрдый (ледяной или каменный) зародыш прото-Юпитера для последующей аккреции лёгких водорода и гелия является необходимым элементом в современных моделях происхождения планетных систем (см. раздел 4.6).

Ядро окружено слоем металлического водорода с примесью конденсированных в капли гелия и неона. Эта оболочка простирается примерно на 78% радиуса планеты. Для достижения состояния жидкого металлического водорода необходимы (по оценкам) давление не менее 200 ГПа и температура около 10000 К.

Выше слоя металлического водорода лежит оболочка, состоящая из газожидкого (находящегося в сверхкритическом состоянии) водорода с примесью гелия. Верхняя часть этой оболочки плавно переходит во внешний слой – атмосферу Юпитера.

В рамках этой простой трёхслойной модели чёткой границы между основными слоями не существует, однако и области фазовых переходов имеют малую толщину. Следовательно, можно предположить, что почти все процессы локализованы, что и позволяет рассматривать каждый слой по отдельности.

Юпитер обладает мощным магнитным полем. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 эрстед у северного полюса и 10,7 эрстед у южного. Ось диполя наклонена к оси вращения на 10°, а полярность обратна полярности земного магнитного поля. Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, являясь хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля.

Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне простирается на расстояние 50–100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны.

По сравнению с магнитосферой Земли магнитосфера Юпитера обладает не только большими размерами и мощностью, но и несколько иной формой, а также, наряду с дипольной, обладает ярко выраженными квадрупольной и октупольной составляющими. Форма магнитосферы Юпитера обусловлена двумя дополнительными факторами, отсутствующими в случае Земли, – быстрое вращение Юпитера и наличие близкого и мощного источника магнитосферной плазмы – спутника Юпитера Ио.

Благодаря вулканической активности Ио, находящаяся на расстоянии всего около 4.9R J от верхнего слоя планеты, ежесекундно поставляет в магнитосферу Юпитера до 1 тонны нейтрального газа, богатого серой, двуокисью серы, кислородом, натрием. Этот газ частично ионизируется и образует вблизи орбиты Ио плазменный тор.

В результате совместного действия быстрого вращения и внутримагнитосферного образования плазмы создаётся дополнительный источник магнитного поля – магнитодиск Юпитера. Плазма концентрируется в сердцевине магнитосферы в низкоширотной области, формируя магнитодиск – тонкий токовый слой, величина азимутального тока в котором убывает пропорционально расстоянию от планеты. Полный ток в магнитодиске достигает величины около 100 млн. ампер.

Электроны, движущиеся в радиационных поясах Юпитера, являются источником мощного некогерентного синхротронного излучения магнитосферы в радиодиапазоне.

4.14.6. Общая характеристика спутников и колец Юпитера

В настоящее время известно, что Юпитер обладает 63 естественными спутниками и системой колец. Все спутники подразделяются на две категории: регулярные и нерегулярные.

Восемь регулярных спутников обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения по практически круговым орбитам. Регулярные спутники, в свою очередь, делятся на внутренние (спутники группы Амальтеи) и главные (или галилеевы).

Спутники-пастухи. Четыре внутренних спутника Юпитера – Метида (размеры 60×40×34 км), Адрастея (20×16×14 км), Амальтея (250×146×128 км) и Теба (116×98×84 км) – имеют неправильную форму и играют роль т. н. лун-пастухов, удерживающих кольца Юпитера от распада.

Кольца Юпитера. У Юпитера имеются слабые кольца, которые находятся на высоте 55000 км от атмосферы. Существует два основных кольца и одно очень тонкое внутреннее, с характерной оранжевой окраской. Главная часть колец имеет радиус 123–129 тыс. км. Толщина колец - около 30 км. К земному наблюдателю кольца почти всегда обращены ребром, из-за чего они долгое время оставались незамеченными. Сами кольца состоят в основном из пыли и мелких каменных частиц, плохо отражающих солнечные лучи, и поэтому они плохо различимы.

Галилеевы спутники. Четыре галилеевых спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) – одни из крупнейших лун Солнечной системы. Суммарная масса галилеевых спутников составляет 99,999% всех объектов, обращающихся вокруг Юпитера (более подробно о галилеевых спутниках см. далее в разделе 4.14.7).

Нерегулярные спутники. Нерегулярными принято называть такие спутники, орбиты которых обладают большими эксцентриситетами; либо спутники, которые движутся по орбите в обратном направлении; либо спутники, орбиты которых характеризуются большими наклонами к экваториальной плоскости. Нерегулярные спутники – это, по всей видимости, астероиды, захваченные из числа «троянцев» или «греков».

Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения:
Фемисто (не образует семейства);
группа Гималии (Леда, Гималия, Лисития, Элара, S/2000 J 11);
Карпо (не образует семейства).

Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в обратном направлении:
S/2003 J 12 (не образует семейства);
группа Карме (13 спутников);
группа Ананке (16 спутников);
группа Пасифе (17 спутников);
S/2003 J 2 (не образует семейства).

4.14.7. Галилеевы спутники: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто

Галилеевы спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) открыты Галилео Галилеем (в честь которого и получили название) 8 января 1610 года.

Галилеевы спутники вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной (т. е. находятся в спин-орбитальном резонансе 1:1) вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Кроме этого, Ио, Европа и Ганимед находятся в орбитальном резонансе – их орбитальные периоды относятся как 1:2:4. Стабильность орбитальных резонансов галилеевых спутников наблюдается с момента открытия, т. е. на протяжении 400 земных лет и более 20 тысяч «спутниковых» (Ганимеда) лет (период обращения Ганимеда равен 7,155 земных суток).

Ио (средний диаметр – 3640 км, масса – 8,93 × 10 22 кг или 0,015 массы Земли, средняя плотность – 3,528 г/см 3) находится ближе других галилеевых спутников к Юпитеру (в среднем на расстоянии 4.9R J от его поверхности), чем, видимо, и обусловлена её вулканическая активность – самая высокая в Солнечной системе. Одновременно на поверхности Ио могут извергаться более 10 вулканов. В результате этого рельеф Ио полностью изменяется в течение нескольких сотен лет. Крупнейшие извержения ионических вулканов выбрасывают вещество со скоростью 1 км/с на высоту до 300 км. Подобно земным вулканам, вулканы на Ио выбрасывают серу и диоксид серы.Ударные кратеры на Ио практически отсутствуют, так как уничтожаются постоянными извержениями и потоками лавы. В дополнение к вулканам на Ио имеются невулканические горы, озёра расплавленной серы, вязкие лавовые потоки длиной в сотни километров. В отличие от других галилеевых спутников, на Ио нет воды или льда.

Европа (диаметр – 3122 км, масса – 4,80 × 10 22 кг или 0,008 массы Земли, средняя плотность – 3,01 г/см 3) в среднем находится на расстоянии 8.4R J от поверхности Юпитера. Европа полностью покрыта слоем воды толщиной предположительно около 100 км (частью – в виде ледяной поверхностной коры толщиной 10–30 км; частью, как полагают, – в виде подповерхностного жидкого океана). Далее залегают горные породы, а в центре предположительно находится небольшое металлическое ядро. Глубина океана – до 90 км, а его объём превышает объём мирового океана Земли. Тепло, необходимое для поддержания его в жидком состоянии, предположительно вырабатывается за счёт приливных взаимодействий (в частности, приливы поднимают поверхность спутника на высоту до 30 метров). Поверхность Европы очень ровная, лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту несколько сот метров. Высокое альбедо (0,67) спутника свидетельствует о том, что поверхностный лёд довольно чистый. Количество кратеров невелико, имеется только три кратера диаметром больше 5 км.

Сильное магнитное поле Юпитера вызывает электротоки в солёном океане Европы, которые и формируют её необычное магнитное поле.

Магнитные полюса расположены вблизи экватора спутника и постоянно смещаются. Изменения мощности и ориентации поля коррелируют с прохождением Европы через магнитное поле Юпитера. Предполагается, что в океане Европы может существовать жизнь.

На поверхности Ганимеда имеется, в основном, два типа регионов: очень старые, сильно кратерированные тёмные области и более «молодые» (но тоже древние) светлые области, отмеченные протяжёнными рядами гряд и выемок. Происхождение светлых регионов связано, очевидно, с тектоническими процессами. Многочисленные ударные кратеры имеются на обоих типах поверхности Ганимеда, что говорит об их древности – до 3–3,5 млрд. лет (подобно лунной поверхности).

Каллисто (диаметр – 4821 км, масса – 1,08 × 10 23 кг или 0,018 массы Земли, средняя плотность – 1,83 г/см 3) в среднем находится на расстоянии 25.3R J от поверхности Юпитера. Каллисто – одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Следовательно, поверхность спутника очень старая (около 4 млрд. лет), а его геологическая активность крайне низкая. Каллисто имеет наименьшую плотность из всех галилеевых спутников (наблюдается тенденция: чем дальше спутник от Юпитера – тем ниже его плотность) и состоит, вероятно, на 60% изо льда и воды и на 40% из горных пород и железа. Предполагается, что Каллисто покрыт ледяной корой толщиной 200 км, под которой находится слой воды толщиной около 10 км. Более глубокие слои состоят, по-видимому, из спрессованных горных пород и льда с постепенным возрастанием горных пород и железа к центру.

Дополнительная литература:

Т. Оуэн, С. Атрейа, Х. Ниман. «Внезапная догадка»: первые результаты зондирования атмосферы Титана космическим аппаратом «Гюйгенс»

Основные данные

Крупнейшие спутники планет

обр — вращается в направлении, обратном движению по орбите

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, его диаметр в 11 раз превосходит диаметр Земли, а масса в 318 раз больше массы Земли. Путь Юпитера по орбите вокруг Солнца занимает 12 лет, при этом среднее расстояние до Солнца равно 800 млн км. Пояса облаков в атмосфере и Большое Красное пятно делают Юпитер весьма живописной планетой.

Юпитер — не твердая планета. В отличие от четырех твердых планет, ближе других расположенных к Солнцу, Юпитер представляет собой огромный газовый шар. Есть и еще три газовых гиганта, которые еще более удалены от Солнца: Сатурн, Уран и Нептун. По своему химическому составу эти газовые планеты очень похожи па Солнце и сильно отличаются от твердых внутренних планет Солнечной системы. Атмосфера Юпитера, например, на 85 процентов состоит из водорода и примерно на 14 процентов — из гелия. Хотя сквозь облака Юпитера мы не можем видеть никакой твердой, каменистой поверхности, но глубоко внутри планеты водород находится под таким давлением, что приобретает некоторые черты металла.

Юпитер вращается вокруг своей оси исключительно быстро — он делает один оборот за 10 часов. Скорость вращения настолько высока, что планета выпячивается вдоль экватора. Такое быстрое вращение является, кроме того, причиной очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, где облака вытягиваются длинными красочными лентами. Разные части атмосферы вращаются с несколько различными скоростями, и именно это различие порождает полосы облаков. Облака над Юпитером неоднородные, бурные, поэтому внешний вид облачных полос может измениться всего за несколько дней. В облаках Юпитера имеется, кроме того, очень большое количество вихрей и крупных пятен. Самое большое из них — так называемое Большое Красное пятно, превосходящее но своим размерам Землю. Его можно увидеть даже через небольшой телескоп. Большое Красное пятно представляет собой огромного размера бурю в атмосфере Юпитера, которую наблюдают пот уже 300 лет. По орбитам вокруг Юпитера летает не менее 16 лун. Одна из
них, является самым большим спутником и нашей Солнечной системе; он превосходит по размеру планету Меркурий.

Путешествия к Юпитеру

К Юпитеру уже было послано пять космических кораблей. Пятый из них, «Галилей», был отправлен в шестилетнее путешествие в октябре 1989 г. Космические корабли «Пионер-10» и «Пионер-11» впервые произвели измерения. За ними последовали два корабля «Вояджер», которые в 1979 г. сделали фотографии крупным планом, от которых просто захватывает дух. После 1991 г. фотографировать Юпитер па-чал космический телескоп «Хаббл», и эти снимки по качеству не уступают тем, что были сделаны «Вояджерами». К тому же космический телескоп «Хаббл» будет делать фотографии в течение нескольких лет, в то время как в распоряжении «Вояджеров» был лишь короткий промежуток времени, пока они пролетали мимо Юпитера.

Облака ядовитого газа

Темные, красноватые полосы на Юпитере называются поясами, а более светлые полосы — зонами. Фотографии, сделанные космическими кораблями и космическим телескопом «Хаббл», покалывают, что всего за несколько педель в поясах и попах происходят заметные изменения. Это связано с тем, что видимые для нас характерные черты Юпитера в действительности являются цветными и белыми облаками верхних слоях атмосферы. Вблизи Большого Красного пятна облака образуют красивые картины с вихрями и волнами. Крутящиеся в вихрях облака сдуваются вдоль полос сильнейшими ветрами, скорость которых превышает 500 км/ч.

Большая часть атмосферы Юпитера оказалась бы губительной для людей. В дополнение к преобладающим газам — водороду и гелию — там содержится также метан, ядовитый аммиак, водяные пары и ацетилен. Тебе такое место показалось бы зловонным. Этот газовый состав похож на солнечный.

В белых облаках содержатся кристаллы замерзшего аммиака и водяного льда. Коричневые, красные и синие облака, возможно, обязаны своим цветом химическим веществам, подобным нашим красителям, или сере. Через наружные слои атмосферы бывают видны грозовые молнии.

Активный облачный слой довольно тонок, он составляет менее одной сотой радиуса планеты. Ниже облаков температура постепенно повышается. И хотя на поверхности облачного слоя она равна -160°С, опустившись сквозь атмосферу всего на 60 км, мы обнаружили бы такую же температуру, как на поверхности Земли. А еще немного глубже температура уже достигает точки кипения воды.

Необычное вещество

В глубине Юпитера материя начинает нести себя весьма необычным образом. Хотя нельзя исключить, что в центре планеты имеется небольшое железное ядро, но все же наибольшая часть глубинной области состоит из водорода. Внутри планеты под огромным давлением водород из газа превращается в жидкость. На более и более глубоких уровнях давление продолжает попытаться из-за колоссального веса вышележащих слоев атмосферы.

На глубине около 100 км расположен безбрежный океан жидкого водорода. Ниже 17 000 км водород оказывается сжат настолько сильно, что его атомы разрушаются. И тогда он начинает вести себя, как металл; в этом состоянии он легко проводит электричество. Электрический ток, протекающий и металлическом водороде, создает вокруг Юпитера сильное магнитное поле.

Металлический водород и глубинах Юпитера — это пример необычного вида материи, который астрономы могут изучать, по который практически невозможно воспроизвести и лабораторных условиях.

Почти звезда

Юпитер выделяет больше анергии, чем получает ее от Солнца. Измерения, произведенные космическими кораблями, показали, что Юпитер излучает примерно па 60 процентов больше тепловой энергии, чем получает от солнечного излучения.

Считается, что дополнительное тепло поступает из трех источников: из запасов тепла, оставшихся еще со времени образования Юпитера; ил энергии, высвобождающейся и процессе медленного сжатия, сокращения планеты; и, наконец, из энергии радиоактивного распада.

Планета Юпитер

Это тепло, однако, не возникает с результате прекращения водорода в гелий, как бывает в звездах. В действительности даже самые маленькие из звезд, использующих энергию такого прекращения, примерно в 80 раз массивнее Юпитера. Это означает, что в других «солнечных системах» могут быть планеты и побольше Юпитера, хотя и меньше, чем звезда.

Радиостанция Юпитер

Юпитер является природной радиостанцией. Никакого смысла из радиосигналов Юпитера извлечь нельзя, так как они целиком состоят из шума. Эти радиосигналы создаются электронами, проносящимися через очень сильное магнитное ноле Юпитера. Мощные бури и разряды молний накладываются па беспорядочный радиогрохот. У Юпитера сильное магнитное иоле, которое простирается на 50 диаметров планеты во все стороны. Никакая другая планета Солнечной системы не обладает таким сильным магнетизмом и не создает такого мощного радиоизлучения.

Луны Юпитера

Семейство 16 лун Юпитера представляет собой как бы Солнечную систему в миниатюре, где Юпитер выполняет роль Солнца, а его лупы — роль планет. Самая большая луна — Ганимед, ее диаметр равен 5262 км. Она покрыта толстой коркой льда, лежащей поверх каменистого ядра. Имеются многочисленные следы метеоритных бомбардировок, а также свидетельства столкновения с гигантским астероидом 4 миллиарда лет назад.

Каллисто но величине почти не уступает Ганимеду, и вся ее поверхность густо усеяна кратерами. У Европы самая светлая поверхность. На одну пятую Европа состоит из воды, которая образует на ней ледяной панцирь толщиной в 100 км. Это ледяное покрытие так же сильно отражает свет, как облака Венеры.

Из всех луп наиболее живописна Ио, которая вращается в наибольшей близости к Юпитеру. Цист Ио совершенно необыкновенный — это смесь черного, красного и желтого. Такая удивительная окраска объясняется тем, что из недр Ио было извергнуто большое количество серы. Съемочные камеры «Вояджера» показали па Ио несколько действующих вулканов; они выбрасывают фонтаны серы па 200 км ввысь над поверхностью. Серная лава вылетает наружу со скоростью 1000 м и секунду. Некоторое количество этого лавового вещества вырывается из ноля тяготения Ио и образует кольцо, опоясывающее Юпитер.

Поверхность Ио молола. Мы можем сулить об этом потому, что на ней почти нот метеоритных кратеров. Орбита Ио проходит менее чей в 400 000 км от Юпитера. Поэтому Ио подвергается действию огромных приливных сил. Постоянное чередование растягивающих и сжимающих приливов внутри Ио порождает интенсивное внутреннее трение. Благодаря этому внутренние области остаются горячими и расплавленными, несмотря на огромное удаление Ио от Солнца.

Кроме четырех больших лун, у Юпитера имеются еще и маленькие «лупки». Четыре из них летают ниже над поверхностью Юпитера, чем Ио, и ученые считают их просто большими обломками других спутников, которые уже перестали существовать.

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 , 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.

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 , и , 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.

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 , что и привело к конфликту астронома с католической церковью.

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.

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.

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 п ервые 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.

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».

Плюсануть

Юпитер, большое красное пятно чуть ниже центра.

Юпитер как и все гиганты состоит в основном из смеси газов. Газовый гигант в 2,5 раза более массивный, чем все планеты вместе взятые или в 317 раз больше Земли. Есть много других интересных фактов про планету и мы постараемся их рассказать.

Юпитер с расстояния 600 млн. км. от Земли. Внизу виден след от падения астероида.

Как вы знаете, Юпитер в Солнечной системе самый большой, и у него 79 спутников. Около планеты побывало несколько космических зондов, которые изучали его с пролетной траектории. А космический аппарат Галилео, выйдя на его орбиту, изучал его в течение нескольких лет. Самым последним был зонд «Новые Горизонты». После пролета планеты, зонд получил дополнительное ускорение и направился к своей конечной цели — Плутону.

У Юпитера есть кольца. Они не такие большие и красивые как у Сатурна, потому что тоньше и слабее. Большое красное пятно — это гигантский шторм, который бушует уже больше трехсот лет! Несмотря на то, что планета Юпитер размер имеет поистине огромный, ему не хватило массы, чтобы стать полноценной звездой.

Атмосфера

Атмосфера планеты огромна, ее химический состав это 90% водорода и 10% гелия. В отличие от Земли, Юпитер — газовый гигант и не имеет четкой границы между атмосферой и остальной частью планеты. Если бы вы смогли опуститься вниз, к центру планеты, то плотность и температура водорода и гелия стали бы изменяться. Ученые выделяют слои на основе этих особенностей. Слои атмосферы в порядке их убывания от ядра: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера.

Анимация вращения атмосферы Юпитера собранная из 58 кадров

У Юпитера нет твердой поверхности, поэтому за некую условную «поверхность» ученые определяют нижнюю границу его атмосферы в точке, где давление составляет 1 бар. Температура атмосферы в этой точке, как и у Земли, уменьшается с высотой, пока не достигнет минимума. Тропопауза определяет границу между тропосферой и стратосферой — это около 50 км над условной «поверхностью» планеты.

Стратосфера

Стратосфера поднимается на высоту 320 км, и давление продолжает снижаться, в то время как температура возрастает. Эта высота отмечает границу между стратосферой и термосферой. Температура термосферы поднимается до 1000 К на высоте 1000 км.

Все облака и штормы, которые мы можем видеть, расположены в нижней части тропосферы и формируются из аммиака, сероводорода и воды. По сути, видимый рельеф поверхности формирует нижний слой облачности. Верхний слой облаков содержит лед из аммиака. Нижние облака состоят из гидросульфида аммония. Вода образует облака расположенные ниже плотных слоев облаков. Атмосфера постепенно и плавно переходит в океан, который перетекает в металлический водород.

Атмосфера планеты является крупнейшей в Солнечной системе и состоит в основном из водорода и гелия.

Состав

Юпитер содержит небольшие количества таких соединений как метан, аммиак, сероводород, и вода. Эта смесь химических соединений и элементов, вносит свой вклад в формирование красочных облаков, которые мы можем наблюдать в телескопы. Однозначно сказать какого цвета Юпитер нельзя, но примерно он рыже-белый в полоску.

Облака аммиака, которые видны в атмосфере планеты, образуют совокупность параллельных полос. Темные полосы называют поясами и чередуются с светлым, которые известны как зоны. Это зоны, как считается, состоят из аммиака. Пока не известно, что вызывает темный цвет полос.

Большое красное пятно

Вы, возможно, заметили, что в его атмосфере существуют различные овалы и круги, крупнейшим из которых является Большое Красное Пятно. Это вихри и штормы, которые бушуют в крайне нестабильной атмосфере. Вихрь может быть циклонический или антициклонический. Циклонические вихри обычно имеют центры, в которых давление более низкое, чем снаружи. Антициклонические это те, у которых есть центры с более высоким давлением, чем снаружи вихря.

Большое Красное Пятно Юпитера (БКП) это атмосферный шторм, который бушует в Южном полушарии вот уже 400 лет. Многие считают, что Джованни Кассини впервые наблюдал его в конце 1600-х годов, но ученые сомневаются, что он сформировался в то время.

Около 100 лет назад, эта буря имела размер более 40000 км в поперечнике. В настоящее время его размер сокращается. При нынешних темпах сокращения, оно может стать круговым к 2040 году. Ученые сомневаются, что это произойдет, потому что влияние соседних струйных течений может полностью изменить картину. Пока не известно, как долго будет длиться изменение его размера.

Что такое БКП?

Большое Красное Пятно является бурей антициклонического типа и с тех пор как мы его наблюдаем, он сохраняет свою форму вот уже несколько столетий. Он настолько огромен, что его можно наблюдать даже из земных телескопов. Ученым еще предстоит выяснить, что вызывает его красноватый цвет.

Маленькое Красное Пятно

Другое крупное красное пятно было найдено в 2000 году и с тех пор неуклонно растет. Как и Большое Красное Пятно, оно также антициклоническое. Из-за своего сходства с БКП, это красное пятно (которое носит официальное имя Овал) часто называют «Маленькое Красное Пятно» или «Little Red Spot».

В отличие от вихрей, которые сохраняются в течение длительного времени, бури более кратковременны. Многие из них могут существовать в течение нескольких месяцев, но, в среднем, они длятся в течение 4 дней. Возникновение бурь в атмосфере достигает кульминации каждые 15-17 лет. Бури сопровождаются молниями, так же, как и на Земле.

Вращение БКП

БКП вращается против часовой стрелки и делает полный оборот каждые шесть земных суток. Период вращения пятна уменьшился. Некоторые считают, что это результат его сжатия. Ветры на самом краю бури достигают скорости 432 км/ч. Пятно достаточно большое, чтобы поглотить три Земли. Инфракрасные данные показывают, что БКП холоднее и находится на большей высоте, чем большинство других облаков. Края бури поднимаются примерно в 8 км выше окружающих вершин облаков. Его позиция смещается к востоку и западу довольно часто. Пятно пересекало пояса планеты по крайней мере 10 раз с начала 19 века. И скорость его дрейфа резко изменилось за эти годы, это было связано с Южным экваториальным поясом.

Цвет БКП

БКП снимок Вояджера

Не известно точно, что вызывает такой цвет Большого Красного Пятна. Наиболее популярная теория, которую поддерживают лабораторные эксперименты, гласит, что цвет может быть вызван сложными органическими молекулами, например, красным фосфором или соединениями серы. БКП сильно варьируется в цвете от почти кирпично-красного до светло-красного и белого. Красная центральная область на 4 градуса теплее, чем окружающая среда, это считается доказательством того, что на цвет влияют факторы окружающей среды.

Как видите, красное пятно это довольно загадочный объект, оно является предметом будущего большого исследования. Ученые надеются, что они смогут лучше понять нашего гигантского соседа, ведь планета Юпитер и Большое Красное Пятно это одни из величайших загадок нашей Солнечной системы.

Почему Юпитер не звезда

Ему не хватает массы и тепла, необходимого для начала слияния атомов водорода в гелий, поэтому он не может стать звездой. Ученые подсчитали, что Юпитер должен увеличить свою текущую массу, примерно, в 80 раз для того, чтобы зажечь термоядерный синтез. Но тем не менее, планета выделяет тепло за счет гравитационного сжатия. Это сокращение объема, в конечном итоге и нагревает планету.

Механизм Кельвина-Гельмгольца

Эта выработка тепла сверх того, что он поглощает от Солнца, называется механизмом Кельвина-Гельмгольца. Этот механизм имеет место, когда поверхность планеты охлаждается, что вызывает падение давления и тело сжимается. Сжатие (сокращение) разогревает ядро. Ученые подсчитали, что Юпитер излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Сатурн показывает тот же механизм своего нагрева, но не так сильно. Звезды коричневые карлики также показывают механизм Кельвина-Гельмгольца. Механизм был первоначально предложен Кельвином и Гельмгольцем для объяснения энергии Солнца. Одним из следствий этого закона является то, что Солнце должно иметь источник энергии, который позволяет ему светить больше, чем несколько миллионов лет. В то время ядерные реакции не были известны, так что источником Солнечной энергии считалось гравитационное сжатие. Так было до 1930-х годов, когда Ганс Бете доказал, что энергия Солнца, получается из ядерного синтеза и длится миллиарды лет.

С этим связан вопрос, который часто задают: может ли Юпитер приобрести достаточную массу в ближайшем будущем, чтобы стать звездой. Все планеты, карликовые планеты и астероиды в Солнечной системе не могут дать ему необходимое количество массы, даже если он поглотит все в Солнечной системе кроме Солнца. Таким образом, он никогда не станет звездой.

Будем надеяться, что миссия JUNO (Юнона), которая прибудет к планете к 2016 году, даст конкретные сведения о планете по большинству интересующих ученых вопросам.

Вес на Юпитере

Если вы беспокоитесь о своем весе, то учтите, что Юпитер массу имеет гораздо большую чем Земля и его гравитация гораздо сильнее. Кстати, на планете Юпитер сила тяжести в 2,528 раза более интенсивная чем на Земле. Это означает, что если вы весите 100 кг на Земле, то ваш вес на газовом гиганте будет 252,8 кг.

Поскольку его гравитация настолько интенсивная, у него довольно много лун, а точнее целых 67 спутников и их число может измениться в любой момент.

Вращение

Анимация вращения атмосферы сделанная из снимков Вояджера

Наш газовый гигант — самая быстро вращающаяся планета из всех в Солнечной системе, он совершает один оборот вокруг своей оси каждые 9,9 часа. В отличие от внутренних планет Земной группы, Юпитер представляет собой шар, состоящий почти полностью из водорода и гелия. В отличие от Марса или Меркурия, он не имеет поверхности, которую можно отслеживать для измерения скорости вращения, у него нет ни кратеров ни гор, которые появляются в поле зрения после определенного количества времени.

Влияние вращения на размер планеты

Быстрое вращение приводит к разнице экваториального и полярного радиусов. Вместо того чтобы быть похожим на сферу, из-за быстрого вращения, планета выглядит как раздавленный мяч. Выпуклость экватора видна даже в небольшие любительские телескопы.

Полярный радиус планеты равен 66,800 км, а экваториальный составляет 71,500 км. Иными словами, экваториальный радиус планеты на 4700 км больше полярного.

Характеристики вращения

Несмотря на то, что планета представляет собой шар из газа, он вращается дифференциально. То есть вращение занимает разное количество времени в зависимости от того, где вы. Вращение на его полюсах занимает на 5 минут дольше, чем на экваторе. Поэтому часто упоминаемый период вращения 9,9 часов, на самом деле, средняя сумма для всей планеты.

Системы отсчета вращения

Ученые фактически используют три различные системы для расчета вращения планеты. Первая система для широты 10 градусов к северу и к югу от экватора — вращение за 9 часов 50 минут. Вторая, для широт севернее и южнее этого региона, где скорость вращения составляет 9 часов 55 минут. Эти показатели измеряются для конкретной бури, которая находится в поле зрения. Третья система измеряет скорость вращения магнитосферы и, как правило, считается официальной скоростью вращения.

Гравитация планеты и комета

В 1990-х гравитация Юпитера разорвала комету Шумейкеров-Леви 9 и ее осколки упали на планету. Это был первый случай, когда мы имели возможность наблюдать столкновение двух внеземных тел Солнечной системы. Почему Юпитер притянул к себе комету Шумейкеров-Леви 9 спросите вы?

Комета имела неосторожность пролететь в непосредственной близости от гиганта, и его мощная гравитация притянула ее к себе из-за того, что в Солнечной системе Юпитер самый массивный. Планета захватила комету примерно за 20-30 лет до столкновения, и она вращалась по орбите гиганта с тех пор. В 1992 году комета Шумейкеров-Леви 9 вошла в предел Роша и была разорвана на части приливными силами планеты. Комета напоминала нитку жемчуга, когда ее фрагменты врезались в облачный слой планеты 16-22 июля 1994 года. Фрагменты размерами до 2 км каждый вошли в атмосферу со скоростью 60 км/с. Это столкновение позволило астрономам сделать несколько новых открытий о планете.

Что дало столкновение с планетой

Астрономы, благодаря столкновению, обнаружили несколько химических веществ в атмосфере, о которых не было известно до воздействия. Двухатомные сера и сероуглерод были самыми интересными. Это был всего лишь второй раз, когда двухатомная серы была обнаружена на небесных телах. Именно тогда аммиак и сероводород впервые были обнаружены на газовом гиганте. Снимки с Вояджера 1 показали гиганта в совершенно новом свете, т.к. сведения с Пионера 10 и 11 не были столь информативны, а все последующие миссии строились на основе данных полученных Вояджерами.

Столкновение астероида с планетой

Краткое описание

Влияние Юпитера на все планеты проявляется в той или иной форме. Он достаточно силен, чтобы разорвать астероиды и удерживать 79 спутников. Некоторые ученые считают, что столь большая планета могла разрушить многие небесные объекты в прошлом, а также предотвратила формирование других планет.

Юпитер требует более тщательного исследования, чем ученые могут себе позволить и она интересует астрономов по многим причинам. Его спутники являются главной жемчужиной для исследователей. Планета имеет 79 спутников, что фактически 40% от всех спутников нашей Солнечной системы. Некоторые из этих лун больше, чем некоторые карликовые планеты и содержат в себе подземные океаны.

Строение

Внутреннее строение

Юпитер имеет ядро, которое содержит некоторое количество скальных пород и металлический водород, который принимает эту необычную форму под чудовищным давлением.

Последние данные указывают на то, что гигант содержит плотное ядро, которое, как считается, окружено слоем жидкого металлического водорода и гелия, а в наружном слое преобладает молекулярный водород. Гравитационные измерения указывают массу ядра от 12 до 45 масс Земли. Это значит, что ядро планеты составляет около 3-15% от общей массы планеты.

Формирование гиганта

В ранней истории развития Юпитер должен был сформироваться полностью из скалистых пород и льда с достаточной массой для того, чтобы захватить большинство газов в ранней Солнечной туманности. Поэтому его состав полностью повторяют смесь газов протосолнечной туманности.

Современная теория считает, что основной слой плотного металлического водорода простирается на 78 процентов радиуса планеты. Прямо над слоем металлического водорода простирается внутренняя атмосфера из водорода. В ней водород находится при такой температуре, когда нет четкой жидкой и газовой фаз, фактически он находится в сверхкритическом состоянии жидкости. Температура и давление неуклонно растет по мере приближения к ядру. В области, где водород становится металлическим, считается, что температура равняется 10,000 К, а давление 200 ГПа. Максимальная температура на границе ядра оценивается в 36,000 K с соответствующим давлением от 3000 до 4500 ГПа.

Температура

Его температура, учитывая, как далеко находится он от Солнца, гораздо ниже чем на Земле.

Внешние края атмосферы Юпитера намного холоднее, чем в центральной области. Температура в атмосфере равняется -145 градусов по Цельсию, а интенсивное атмосферное давление способствуют повышению температуры, по мере спуска. Погрузившись на несколько сотен километров вглубь планеты - водород становится главным ее компонентом, он достаточно горяч, чтобы превратиться в жидкость (т.к. давление большое). Температура в этот момент, как полагают, более 9,700 C. Слой плотного металлического водорода простирается до 78% от радиуса планеты. Возле самого центра планеты, ученые полагают, что температура может достигать 35,500 C. Между холодными облаками и расплавленными нижними отделами находится внутренняя атмосфера из водорода. Во внутренней атмосфере температура водорода такова, что границы между жидкой и газовой фазами у него нет.

Расплавленные внутренние области планеты нагревают остальную часть планеты за счет конвекции, поэтому гигант выделяет больше тепла, чем получает от Солнца. Штормы и сильные ветры смешивают холодный воздух и теплый воздух как и на Земле. Космический корабль Галилео наблюдал ветра имеющие скорость свыше 600 км в час. Одно из отличий от Земли в том, что на планете существуют струйные течения, которые управляют бурями и ветрами, они приводятся в движение собственным теплом планеты.

Есть ли жизнь на планете?

Как видите из данных выше, физические условия на Юпитере довольно суровые. Некоторые задаются вопросом, обитаема ли планета Юпитер, есть ли там жизнь? Но мы вас разочаруем: без твердой поверхности, наличием огромного давления, простейшей атмосферы, радиации и низкой температуры — жизнь на планете невозможна. Другое дело подледные океаны у его спутников, но это тема уже другой статьи. Фактически планета не может поддержать жизнь или способствовать ее зарождению, по современным взглядам на этот вопрос.

Расстояние до Солнца и Земли

Расстояние до Солнца в перигелии (ближайшая точка), равно 741 млн. км, или 4,95 астрономических единиц (а.е.). В афелии (наиболее удаленной точке) — 817 млн. км, или 5,46 а.е. Из этого следует, что большая полуось равна 778 млн. км, или 5,2 а.е. с эксцентриситетом 0,048. Помните, что одна астрономическая единица (а.е.) равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.

Период вращения по орбите

Планете необходимо 11,86 земных лет (4331 дней), чтобы завершить один оборот вокруг Солнца. Планета мчится по своей орбите со скоростью 13 км/с. Его орбита слегка наклонена (около 6,09 °) по сравнению с плоскостью эклиптики (солнечного экватора). Несмотря на то, что Юпитер довольно далеко расположен от Солнца, он является единственным небесным телом, которое имеет общий центр масс с Солнцем, находящийся вне радиуса Солнца. Газовый гигант имеет небольшой наклон оси равный 3,13 градусам, что означает, что на планете нет заметной смены сезонов.

Юпитер и Земля

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

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 .

Магнитное поле

Магнитное поле Земли создается благодаря его ядру и динамо-эффекту. У Юпитера магнитное поле поистине огромной силы. Ученые уверены, что у него есть скальное/металлическое ядро и благодаря этому планета обладает магнитным полем, которое в 14 раз сильнее, чем у Земли и содержит в 20,000 раз больше энергии. Астрономы полагают, что магнитное поле порождается металлическим водородом вблизи центра планеты. Это магнитное поле служит ловушкой для ионизированных частиц солнечного ветра и ускоряет их почти до скорости света.

Напряжение магнитного поля

Магнитное поле газового гиганта является самым мощным в нашей Солнечной системе. Оно варьирует от 4,2 Гс (единица магнитной индукции равна одной десятитысячной доли тесла) на экваторе, до 14 Гс на полюсах. Магнитосфера простирается на семь миллионов км в сторону Солнца и к краю орбиты Сатурна.

Форма

Магнитное поле планеты напоминает по форме пончик (тороид) и содержит огромные эквиваленты поясов Ван Аллена на Земле. Эти пояса являются ловушкой для высокоэнергетических заряженных частиц (в основном протонов и электронов). Вращение поля соответствует вращению планеты и примерно равно 10 часам. Некоторые из спутников Юпитера взаимодействуют с магнитным полем, в частности спутник Ио.

Он имеет несколько действующих вулканов на поверхности, которые извергают газ и вулканические частицы в пространство. Эти частицы в конечном счете диффундируют в остальную часть пространства окружающего планету и становятся основным источником заряженных частиц, захваченных в магнитном поле Юпитера.

Радиационные пояса планеты представляют собой тор энергичных заряженных частиц (плазмы). Они удерживаются на месте с помощью магнитного поля. Большинство частиц, которые образуют пояса приходят из солнечного ветра и космических лучей. Пояса находятся во внутренней области магнитосферы. Есть несколько различных поясов, содержащих электроны и протоны. Кроме того, в радиационных поясах содержат меньшие количества других ядер, а так же альфа-частицы. Ремни представляют опасность для космических аппаратов, которые должны защитить свои чувствительные компоненты адекватной защитой, если их путь проходит в радиационных поясах. Вокруг Юпитера радиационные пояса очень сильные и космическому кораблю, который пролетает сквозь них необходимо дополнительная специальная защита, чтобы сберечь чувствительную электронику.

Полярные сияния на планете

Рентгеновский снимок

Магнитное поле планеты создает одни из самых зрелищных и активных сияний в Солнечной системе.

На Земле полярные сияния вызваны заряженными частицами, выбрасываемыми в результате солнечных бурь. Некоторые создаются таким же образом, но у него есть и другой способ получения сияний. Быстрое вращение планеты, интенсивное магнитное поле и обильный источник частиц от вулканической активной спутника Ио, создает огромный резервуар электронов и ионов.

Патера Тупана — вулкан на Ио

Эти заряженные частицы, захваченные магнитным полем, постоянно ускоряются и попадают в атмосферу над полярными областями, где и сталкиваются с газами. В результате таких столкновений и получаются полярные сияния, которые мы на Земле не можем наблюдать.

Магнитные поля Юпитера, как полагают, взаимодействуют почти с каждым телом в Солнечной системе.

Как вычислили продолжительность дня

Ученые вычислили продолжительность дня по скорости вращения планеты. И самые ранние попытки заключались в наблюдении за штормами. Ученые находили подходящий шторм и замерив его скорость вращения вокруг планеты получали представление о длине дня. Проблема заключалась в том, что бури на Юпитере меняются очень быстрыми темпами, что делает их неточными источниками вращения планеты. После того, как было обнаружено радиоизлучение от планеты, ученые вычислили период вращения планеты и ее скорость. В то время как в разных частях планета вращается с разной скоростью, скорость вращения магнитосферы остается неизменной и используется в качестве официальной скорости планеты.

Происхождение названия планеты

Планета была известна с древних времен и ее назвали в честь римского бога. В то время у планеты было много имен и на протяжении всей истории Римской империи ему оказывали наибольшее внимание. Римляне назвали планету именем их царя богов, Юпитера, который также был богом неба и грома.

В римской мифологии

В римском пантеоне, Юпитер был богом неба и был центральным богом в Капитолийской триаде наряду с Юноной и Минервой. Он оставался главным официальным божеством Рима на протяжении всей республиканской и императорской эпох, вплоть до того как языческая система была заменена на христианство. Он олицетворял собой божественную власть и высокие должности в Риме, внутренней организации по внешним связям: его образ в республиканском и императорском дворце очень много значил. Римские консулы присягали именно Юпитеру. Чтобы поблагодарить его за помощь и заручиться его постоянной поддержкой, они молились статуе быка с позолоченными рогами.

Как присваивают имена планетам

Снимок аппарата Кассини (слева — тень от спутника Европа)

Это обычная практика когда планетам, лунам и многим другим небесным телам, присваивают имена из греческой и римской мифологии, а также присваивают конкретный астрономический символ. Некоторые примеры: Нептун бог моря, Марс бог войны, Меркурий посланник, Сатурн Бог Времени и отец Юпитера, Уран — отец Сатурна, Венера — богиня любви, и Земли, а Земля является только планетой, это идет в разрез с греко-римской традицией. Надеемся, что происхождение названия планеты Юпитер больше не вызовет у вас вопросов.

Открытие

Было ли вам интересно узнать кем открыта планета? К сожалению, нет достоверного способа узнать, как и кем он была обнаружен. Он является одной из 5 планет, видимых невооруженным глазом. Если вы выходите на улицу и видите яркую звезду в небе, это, вероятно, он и есть т.к. его яркость больше любой звезды, ярче него только Венера. Таким образом, древние люди знали о нем в течение нескольких тысяч лет и нет никакого способа узнать, когда первый человек заметил эту планету.

Может быть, лучше задать вопрос, когда мы поняли, что Юпитер планета? В древности астрономы думали, что Земля является центром Вселенной. Это была геоцентрическая модель мира. Солнце, Луна, планеты и даже звезды все вращалось вокруг Земли. Но была одна вещь, которую было трудно объяснить это странное движение планет. Они двигались в одном направлении, а затем останавливались и двигались назад, так называемое ретроградное движение. Астрономы создавали все более и более сложные модели, чтобы объяснить эти странные движения.

Коперник и гелиоцентрическая модель мира

В 1500-х годах Николай Коперник разработал свою модель гелиоцентрическую модель Солнечной системы, где Солнце стало центром и планеты, включая Землю, вращались вокруг него. Это красиво объяснило странные движения планет на небе.

Первый человек, который на самом деле увидел Юпитер, был Галилей, а удалось ему это с помощью первого в истории телескопа. Даже с его несовершенным телескопом, он смог увидеть полосы на планете и 4-е больших Галилеевых спутника, которые были названы в его честь.

Впоследствии используя большие телескопы, астрономы смогли увидеть более подробную информацию об облаках Юпитера и узнать больше про его спутники. Но по-настоящему ученые его изучили с началом космической эры. Космический аппарат НАСА Pioneer 10 был первым зондом который пролетел мимо Юпитера в 1973 году. Он прошел на расстоянии 34,000 км от облаков.

Масса

Масса его составляет 1,9 х 10*27 кг. Трудно в полной мере понять, насколько это большая цифра. Масса планеты в 318 раз больше массы Земли. Он в 2,5 раза массивнее, чем все другие планеты в нашей Солнечной системе вместе взятые.

Масса планеты не достаточна для устойчивого ядерного синтеза. Термоядерный синтез требует высоких температур и интенсивного гравитационного сжатия. На планете существует большое количество водорода, но планета слишком холодна и недостаточно массивна для устойчивой реакции синтеза. Ученые подсчитали, что ему необходимо в 80 раз больше массы, чтобы зажечь синтеза.

Характеристика

Объем планеты 1,43128 10*15 км3 . Этого достаточно, чтобы поместить внутрь планеты 1321 объектов размером с Землю, и еще останется немного места.

Площадь поверхности — 6,21796 на 10*10 к 2. И просто для сравнения, это в 122 раз больше площади поверхности Земли.

Поверхность

Фотография Юпитера полученная в инфракрасном диапазоне на телескопе VLT

Если бы космический корабль спускался под облака планеты то он увидел бы облачный слой состоящий из кристаллов аммиака, с примесями гидросульфида аммония. Облака эти находятся в тропопаузе и делятся по цвету на зоны и темные пояса. В атмосфере гиганта бушует ветер со скоростью свыше 360 км/ч. Вся атмосфера постоянно бомбардируется возбужденными частицами магнитосферы и веществом которое извергают вулканы на спутнике Ио. В атмосфере наблюдаются молнии. Всего в нескольких километрах ниже условной поверхности планеты, любой космический аппарат будет раздавлен чудовищным давлением.

Облачный слой простирается на 50 км в глубину, и содержит тонкий слой водяных облаков под слоем аммиака. Это предположение основано на вспышках молний. Молния вызвана различной полярностью воды, что дает возможность создавать статическое электричество, необходимое для формирования молний. Молнии могут быть в тысячу раз мощнее чем наши Земные.

Возраст планеты

Точный возраст планеты трудно определить, ведь мы не знаем точно, как Юпитер образовался. У нас нет образцов породы для химического анализа, вернее их вообще нет, т.к. планеты целиком состоит из газов. Когда возникла планета? Есть мнение среди ученых, что Юпитер, как и все планеты сформировался в солнечной туманности около 4,6 млрд лет назад.

Теория утверждает, что Большой взрыв произошел около 13,7 млрд лет назад. Ученые полагают, что наша Солнечная система была сформирована, когда облако газа и пыли в космосе было образовано в результате взрыва сверхновой. После взрыва сверхновой образовалась волна в пространстве, которая создала давление в облаках газа и пыли. Сжатие заставило облако сжиматься и чем больше оно сжималось, тем гравитация больше ускоряла этот процесс. Облако закружилось, а в его центре росло горячее и более плотное ядро.

Как он образовался

Мозаика состоящая из 27 снимков

В результате аккреции частицы начали слипаться и образовывать сгустки. Некоторые сгустки получались больше других, так как менее массивные частицы прилипали к ним, образуя планеты, спутники и другие объекты в нашей Солнечной системе. Изучая метеориты оставшиеся от ранней стадии существования Солнечной системы, ученые обнаружили, что их возраст около 4,6 миллиардов лет.

Считается что газовые гиганты сформировать первыми и имели возможность обрасти большим количество водорода и гелия. Эти газы существовали в солнечной туманности в течение первых нескольких миллионов лет, прежде чем были поглощены. Это означает, что газовые гиганты могут быть немного старше Земли. Так что сколько миллиардов лет назад возник Юпитер предстоит еще уточнять.

Цвет

Множество изображений Юпитера показывают, что он отражает многие оттенки белого, красного, оранжевого, коричневого и желтого. Цвет Юпитера изменяется вместе со штормами и ветрами в атмосфере планеты.

Цвет планеты весьма разношерстный, он создается различными химическими веществами отражающими свет Солнца. Большинство облаков атмосферы состоят из кристаллов аммиака, с примесями водяного льда и гидросульфида аммония. Мощные бури на планете формируются из-за конвекции в атмосфере. Это позволяет бурям поднимать из глубоких слоев такие вещества как фосфор, сера и углеводороды, в результате чего появляются белые, коричневые и красные пятна, которые мы видим в атмосфере.

Ученые используют цвет планеты чтобы понять принцип работы атмосферы. Будущие миссии, такие как Юнона, планируют внести более глубокое понимание процессов в газовой оболочке гиганта. Будущие миссии также собираются изучать взаимодействие вулканов Ио с водяным льдом на Европе.

Радиация

Космическое излучение является одной из самых больших проблем для исследовательских зондов изучающих многие планеты. До сих пор Юпитер является самой большой угрозой для любого корабля находящегося в пределах 300,000 км планеты.

Юпитер окружен интенсивными радиационными поясами, которые легко уничтожат всю бортовую электронику, если корабль не будет должным образом защищен. Электроны разогнанные почти до скорости света, окружают его со всех сторон. Земля имеет аналогичные пояса радиации, называемые пояса Ван Аллена.

Магнитное поле гиганта в 20,000 сильнее, чем у Земли. Космический корабль Галилео (Galileo) измерял активность радиоволн внутри магнитосферы Юпитера в течение восьми лет. По его данным, короткие радиоволны могут быть ответственны за возбуждение электронов в радиационных поясах. Коротковолновое радиоизлучение планеты возникает в результате взаимодействия вулканов на спутнике Ио в сочетании с быстрым вращением планеты. Вулканические газы ионизируются и покидают спутник под действием центробежной силы. Этот материал формирует внутренний поток частиц, которые возбуждают радиоволны, в магнитосфере планеты.

1. Планета очень массивна

Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли. И он в 2,5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.

2. Юпитер никогда не станет звездой

Астрономы называют Юпитер не удавшейся звездой, но это не совсем уместно. Это все равно, что из вашего дома не удался небоскреб. Звезды генерируют свою энергию путем слияния атомов водорода. Их огромное давление в центре создает высокую температуру и атомы водорода сливаются вместе, создавая гелий, при этом выделяя тепло. Юпитеру потребуется более чем в 80 раз увеличить свою текущую массу, чтобы зажечь термоядерный синтез.

3. Юпитер является самой быстро вращающейся планетой в Солнечной системе

Несмотря на все свои размеры и массу, он вращается очень быстро. Планета требуется всего лишь около 10 часов, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси. Из-за этого, его форма немного выпуклая на экваторе.

Радиус планеты Юпитер на экваторе более чем 4600 км находится дальше от центра, чем на полюсах. Такое быстрое вращение также помогает генерировать мощное магнитное поле.

4. Облака на Юпитере толщиной всего 50 км.

Все эти красивые облака и штормы что вы видите на Юпитере толщиной всего лишь около 50 км. Они сделаны из кристаллов аммиака разбиты на два уровня. Более темные, считаются, состоят из соединений которые поднялись из более глубоких слоев, а затем измените цвет на Солнце. Под этими облаками простирается океан из водорода и гелия, на всем пути до слоя металлического водорода.

Большое красное пятно. Снимок композитный RBG+ИК и УФ. Обработка любительская, автор Mike Malaska.

Большое Красное Пятно является одним из его наиболее известных особенностей планеты. И, похоже, оно уже существует в течение 350-400 лет. Оно было впервые выявлено Джованни Кассини, который отметил его, что еще в 1665 году. Сто лет назад Большое Красное Пятно имело размер 40.000 км в поперечнике, но в настоящее время оно наполовину сократилось.

6. У планеты есть кольца

Кольца вокруг Юпитера были третьими по счету кольцами обнаруженными в Солнечной системе, после того, как были открыты у Сатурна (конечно же) и Урана.

Снимок кольца Юпитера сфотографированный зондом Новые Горизонты

Кольца Юпитера являются слабыми, и вероятно, состоят из вещества выброшенного с его спутников, когда те сталкивались с метеоритами и кометами.

7. Магнитное поле Юпитера в 14 раз сильнее, чем Земное

Астрономы полагают, что магнитное поле создается движением металлического водорода глубоко внутри планеты. Это магнитное поле является ловушкой для ионизированных частиц солнечного ветра и ускоряет их почти до скорости света. Эти частицы создают опасные пояса радиации вокруг Юпитера, что может привести к повреждению космических аппаратов.

8. У Юпитера 67 спутников

По состоянию на 2014 год у Юпитера в общей сложности 67 спутников. Почти все из них меньше 10 километров в диаметре и были обнаружены лишь после 1975 года, когда первый космический аппарат прибыл к планете.

Один из его спутников, Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе и имеет размер 5262 км в поперечнике.

9. Юпитер посетило 7 разных космических кораблей с Земли

Снимки Юпитера полученные шестью космическими аппаратами (отсутствует фото с Уиллиса, ввиду того что на не было фотокамер)

Юпитер впервые посетил зонд НАСА Pioneer 10 в декабре 1973 года, а затем Pioneer 11 в декабре 1974 года. После зонды Вояджер 1 и 2 в 1979 году. За ними последовал длительный перерыв, пока космический аппарат Улисс прибыл в феврале 1992 года. После межпланетная станция Кассини совершила пролет в 2000 году, на своем пути к Сатурну. И, наконец, зонд Новые горизонты (New Horizons) совершил пролет мимо гиганта в 2007 году. Следующий визит намечен на 2016 год, планету будет исследовать аппарат Юнона (Juno)

Галерея рисунков посвященных путешествию Вояджера

10. Вы можете увидеть Юпитер своими глазами

Юпитер является третьим по яркости объектом на ночном небе Земли, после Венеры и Луны. Скорее всего, вы видели газового гиганта в небе, но понятия не имели, что это Юпитер. Учтите, что если вы видите очень яркую звезду высоко в небе, скорее всего это Юпитера. По существу эти факты про Юпитер для детей, однако для большинства из нас, напрочь позабывших школьный курс астрономии эта информация о планете будет весьма кстати.

Путешествие к планете Юпитер научно-популярный фильм

Космический телескоп «Хаббл» продолжает предоставлять неоценимую информацию по всевозможным аспектам исследований космического пространства. В этот раз речь пойдёт не об изображения туманностей и скоплений, а о нашей Солнечной Системе. Казалось бы, мы знаем о ней достаточно много, но всё же исследователи постоянно находят какие-то новые удивительные особенности. Общественности была представлена новая карта Юпитера - первая в серии ежегодных «портретов» планет внешней Солнечной Системы. Собирая из года в год на первый взгляд однотипную информацию, учёные со временем будут в состоянии проследить за тем, как эти гигантские миры изменяются в течение долгого времени. Проводимые наблюдения специально разработаны таким образом, чтобы охватить широкий диапазон свойств этих объектов: атмосферные вихри, штормы, ураганы и её химический состав.

Новая карта атмосферы Юпитера. Источник: NASA, ESA

Так, не успели исследователи проанализировать сформированную карту Юпитера, как им уже удалось обнаружить редкую атмосферную волну немного севернее экватора, а также уникальную волокнистую особенность в самом центре Большого Красного Пятна (БКП), которую раньше попросту не было видно.

«Каждый раз, когда мы изучаем новые данные по Юпитеру, мы видим намёки на то, что здесь до сих пор происходит что-то захватывающее. И этот раз не стал исключением», - Эми Саймон, планетолог из Центра космических полётов НАСА.

Саймон и её коллеги сумели создать две глобальные карты Юпитера согласно данным, которые удалось получить с помощью широкоугольной камеры «Хаббла» Wide Field Camera 3. Благодаря этому удалось компенсировать движение Юпитера, представить его так, как будто он стоит на месте, что позволило выделить движение только его атмосферы. Новые изображения подтверждают, что БКП продолжает сжиматься и становиться всё более округлым. Именно это и наблюдают исследователи на протяжении нескольких лет. Сейчас, продольная ось этого урагана стала на 240 километров короче, по сравнению с 2014 годом. А недавно это пятно стало сжиматься ещё интенсивнее её обычной скорости, но и это изменение совместимо с долгосрочной тенденцией, которую смоделировали в программах.

Так выявляют движение атмосферы Юпитера. В окошках показано увеличенное БКП в синих (слева) и красных (справа) волнах. Эти данные помогли обнаружить странное волновое образование в ядре пятна. Источник: NASA/ESA/Goddard/UCBerkeley/JPL-Caltech/STScI

В настоящее время БКП на самом деле выглядит больше оранжевым, нежели красным, а его ядро, которое, как правило, обладает более интенсивным цветом, так же менее различимо, чем это было раньше. здесь же была замечена необычная тонка нить (филамент), которая охватывает почти всю ширину вихря. Проанализировав все снимки Юпитера, удалось установить, что он перемещается на них всех и искажается под воздействием мощных ветров, дующих со скоростью 150 метров в секунду и даже более.

В северной экваториальном поясе Юпитера исследователи обнаружили почти невидимую волну, которая была выявлена на планете лишь однажды несколько десятилетий назад с помощью аппарата «Вояджер-2». На тех старых снимках эта волна была еле видна, а потом попросту исчезла, и ничего подобное больше не обнаруживалось до сих пор. Сейчас её снова удалось увидеть на 16 градусах северной широты в регионе, изобилующим циклонами и антициклонами. Подобные волны называют бароклинными, а общее их название - Волны Россби - гигантские изгибы высотных ветров, оказывающие серьёзное влияние на погоду. Эти волны ассоциируются с зонами давления и высотными струйными течениями, принимают участие в формировании циклонов и антициклонов.

Раскройка карты Юпитера, которая была получена по самым последним изображениям в рамках обзора OPAL.